[发明专利]一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法

说明书

本发明公开一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，涉及可再生能源规划领域包括以下步骤：S1：建立以可再生能源接入容量最大化为目标，遵循在日前电力市场和绿证交易市场获得收入大于等于可再生能源投资成本约束的上层优化问题；S2：以社会福利最大化为目标建立下层日前批发市场出清模型，在满足功率平衡、机组出力约束、直流最优潮流等条件下，列写下层市场模型约束条件；S3：利用KKT条件将双层优化问题转换为带平衡约束的数学规划问题；本发明在使用时，通过双层优化模型考虑网络容量和可再生能源配额制下绿证交易的影响对RES进行并网规划，上下层之间通过传递决策变量能够实现整体最优。

技术领域

本发明涉及可再生能源规划领域，具体的是一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法。

背景技术

随着全球气候变化与环境问题的日益凸显，低碳化成为世界能源产业发展的必然趋势，构造以可再生能源为主体的新型电力系统成为未来能源系统发展的新态势。我国已从开始对鼓励新能源发展的财政补贴逐步削减甚至取消，过渡到现在推行绿色电力证书(简称“绿证”)交易的市场手段。绿证是一种可交易的、能兑现为货币收益的绿色电力凭证。2021年我国已开始实行配额制下的绿色电力证书交易，即所有发电企业均需完成规定比例的可再生能源配额，富裕的绿证可以交易。在此政策下，绿证的价值大大提高，对可再生能源投资、电网优化规划以及激励可再生能源优化运行起到促进作用。

我国面临着可再生能源高速发展，电力市场改革和绿证市场建设稳步推进的多重机遇。投资RES是电力市场的趋势，不仅有利于优化配置电力资源，还是实现减少碳排放量的重要手段之一。电力现货市场是以边际成本为竞争基础的市场，天然有利于边际成本极低的RES参与竞争，并促进RES消纳。然而，如果具有高投资成本和极低边际成本的RES作为完全的价格接受者参与日前的市场出清，电价将降低且波动性增强。在以“双碳”目标和发展以新能源为主体的新型电力系统背景下，若系统大规模投资RES，由市场化所带来的电能收益是否能够保证收回RES投资成本值得研究。与此同时，如何在电力市场环境中，考虑网络容量和绿证交易带来的影响，对RES进行并网规划并确定最优接入量是亟需研究的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，本发明双层优化模型可反应电力市场环境下RES的规划，考虑网络容量和绿证交易带来的影响。上下层之间通过传递决策变量能够实现整体最优，最终实现对RES进行并网规划并确定最优接入量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，包括以下步骤：

S1：建立以可再生能源接入容量最大化为目标，遵循在日前电力市场和绿证交易市场获得收入大于等于可再生能源投资成本约束的上层优化问题；

S2：以社会福利最大化为目标建立下层日前批发市场出清模型，在满足功率平衡、机组出力约束、直流最优潮流等条件下，列写下层市场模型约束条件；

S3：利用KKT条件将双层优化问题转换为带平衡约束的数学规划问题；

S4：利用KKT条件和SOS1等将带平衡约束的数学规划问题转换为混合整数线性规划，并获得全局最优解，由于上层目标函数会出现两类非线性项，求解器难以保证获得全局最优解，首先，采用SOS1方法处理由KKT条件带来的大量互补松弛约束，然后，对于上层问题的约束中出现电价与可再生能源出力相乘的非线性项，利用获得的KKT条件等式变换，将其线性化，最后，采用Gurobi等商业优化求解器求解全局最优解。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

建立上层以可再生能源接入容量最大化为目标，投资成本可回收约束的优化模型：

目标函数：

约束：