[发明专利]一种基于合作博弈的自备电厂与风电场发电权调度方法

说明书

本发明公开了一种基于合作博弈的自备电厂与风电场发电权调度方法，首先，构建自备电厂和风电场合作博弈模型；接着，基于日前机组组合模型，确定博弈策略空间；再接着，计及碳排放权和配额收益，考虑通过发电权交易起到的调峰效果给予的补偿，建立以自备电厂和风电场联盟净收益最大为目标函数的合作博弈交易模型；然后，提出基于绿色环保、成本以及调峰贡献的多因素改进的Shapley修正值分配法；最后，采用广义析取规划方法和分段线性化方法将所提非线性模型转化为混合整数线性模型，利用CPLEX求解。

技术领域

本发明属于日前电力市场领域，特别涉及考虑调峰补偿和配额收益的，一种基于合作博弈的自备电厂与风电场发电权调度方法。

背景技术

为促进新能源消纳，加快建设适应新能源消纳的电力市场化交易机制，专家学者对火电和新能源间的中长期和日前发电权交易开展研究。文献1(周竞，王珂，王维洲，等.自备电厂参与新能源消纳的交易模式效益分析及应用探讨[J].电力系统自动化，2016，40(14)：145-150)中，在风火中长期发电权交易中，以申报价格的高低为优先级进行“高低匹配”撮合确定出清电价和交易电量。然而，这种出清方式在实际中不能体现外部环境效益的差异化。

文献2(刘闯，李凤婷，晁勤，等.考虑清洁能源消纳的多边发电权交易新型模式[J].电力自动化设备，2021，41(01)：92-98)中考虑了能耗、硫排放、碳排放等外部环境效益，结合申报电价将各项指标处理后的有效值作为交易优先级评价标准，算例表明发电煤耗可降低11.78％，污染物排放可降低11.74％。交易电价是双方是否有利可图达成交易的关键，在文献3(华夏，罗凡，张建华，等.促进新能源消纳的自备电厂发电权交易模式可行性探讨[J].电力系统自动化，2016，40(12)：200-206)中，出让方的收益来自交易价格、减少的发电成本与买电成本的差值，受让机组的收益来自增发电量的收益与交易价格之差，因此，只有保证双方收益为正才有可能开展发电权交易。文献4(徐昊亮，靳攀润，姜继恒，等.促进风电消纳的发电权交易优化方法[J].中国电力，2020，53(03)：167-176)中，调度部门依据风火中长期交易电量在日前制定发电计划，在日内根据风资源和负荷情况为减少调峰机组的压力调整发电计划，中长期的电量交易在短时间尺度内发挥了调峰的功能。在短时间尺度内，由于可再生能源的随机性、波动性所带来的调峰需求最为精确，并且相比长期交易，短期交易能够促使各类资源在真正贡献价值的激励下实现资源的优化配置，因此，众多学者开展了对日前发电权交易的研究。

为了刺激市场主体参与发电权交易的积极性，文献5(刘洋，崔雪，谢雄，等.电碳联动环境下考虑社会效益最优的发电权交易研究[J].电测与仪表，2020，57(13)：112-117+148)中，火电和新能源进行发电权交易，在文献3的基础上考虑了火电机组因发电权交易产生剩余碳排放权的收益。文献6(王艳松，宋阳阳，宗雪莹.计及绿证交易和发电权交易的含光伏系统两级优化调度[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2019，43(01)：145-153)中，在考虑不进行发电权交易时各自效益的基础上，计及发电权和绿色证书交易价格，以自备热电厂与光伏各自效益最大为目标函数，开展非合作博弈。通过算例分析可知，在现有市场机制下，非合作博弈由于只考虑了自身利益最大化，双方日净收益不大，极有可能会限制成交量。文献7(何永秀，宋栋，夏天，等.基于合作博弈论的常规能源与新能源发电权置换交易模式研究[J].电网技术，2017，41(08)：2485-2490)中，通过火电和新能源合作博弈，将新能源发电边际成本低于火电发电成本的增量收益进行分配，联盟单位电量收入明显提高。在文献7中，通过算例分析了等分策略、按容分配策略以及Shapley值分配策略的MDP(modified disruption propensity)指标，分析表明Shapley值分配策略更为稳定。

由此可见，发电权交易通过合作博弈可以显著提高系统整体的经济效益和风电消纳率。

发明目的

本发明的目的即在于应对现有技术中存在的不足，提供一种基于合作博弈的自备电厂与风电场发电权调度方法。