[发明专利]多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划制定方法

摘要

本发明属于水电调度运行领域及电力市场领域，涉及一种多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划制定方法。针对水电居主导地位的电力市场中期多市场耦合的实际情况，构建了效益和风险兼顾的中期发电计划模型；将构建的原始模型基于广义析取规划GDP模型进行结算约束转化，并通过大M松弛法把GDP问题转化为混合整数非线性规划问题，完成将原模型转换为MIQP模型，从而可采用求解器求解。本发明统筹考虑了梯级水电站在传统非市场条件下面临的上下游复杂约束问题及多尺度市场带来的多市场电价、履约耦合、市场风险等新问题，能较好地引导梯级水电发电过程响应市场价格变化、通过市场优化提高整体收益并规避市场风险。

主权项

1.一种多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划制定方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)考虑市场风险和弃水的多尺度电力市场目标函数构建max U＝u‑λses‑λδδ    (1)式中：U为多尺度电力市场的效用函数值，max U为使效用函数最大的优化目标；u为梯级水电站发电收益，es和λs为总弃水电量及其惩罚系数；δ和λδ为风险量化值及其惩罚系数；(2)水力约束的构建构建包含水量平衡方程、发电函数、边界约束及综合利用需求的水力约束条件；(3)多尺度电力市场市场化约束的构建1)市场结构约束梯级水电站的自调度决策即自主安排各梯级水电站各日的发电量e_r,t，并确定相应的月度合同发电量和日前合同发电量的过程，如式(2)所示；设定梯级水电站为价格接受者，此时市场主体所制定的自调度发电计划，将全部被市场接收，梯级水电站发电收益u表示如下；其中式中：p^m为月度市场统一出清电价，为第t日的日前市场统一出清电价，e^m为m月所有梯级水电站的总月度合同发电量；为t日梯级水电站的总日前合同发电量；2)结算认定约束根据结算规则，设定月度基准电量，将未执行的月度合同平均分解到每日，定为月度履约上限，月度履约上限范围内的当日发电量认定为月度合同履约电量；电量认定过程表示为式(6)和式(7)，梯级水电站的月度基准电量由式(8)定义；式中：为第t日梯级所有电站的总月度合同发电量；_t′为累加变量；为m月第_t′日所有梯级水电站的总月度合同发电量；3)市场风险量化梯级水电站制定发电计划时以给定的预测电价为基础，预测电价的不准确性将带来市场风险；预测电价信息不准确性所带来风险量化值表示为式(9)；式中：表示d日的日市场预测出清价的方差，λ^σ表示月市场预测的出清价格方差与日市场预测出清价的方差的比值系数；(4)已知条件约束的构建来水、各个水电站始末库容、市场预测价格为已知条件，表示如下：其中：为给定的水电站r在t日的区间入库，V_r,0和V_r,T为水电站r月调度期初和调度期末的库容，是由给定库容和T决定，和分别为水电站r月调度期初和月调度期末的给定库容，为对t日的日交易市场的出清价格预测值，为对月市场出清价格预测值；至此，根据步骤(1)‑(4)构建了多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划，即原始优化模型；(5)基于GDP的市场化约束的转化表示在原始优化模型中，由于公式(7)对应的逻辑约束的存在，无法直接求解，需要使用GDP方法对其转化；公式(7)等价转化为IF‑THEN的逻辑表达式(11)；因此，根据GDP模型，逻辑表达式(11)转化为析取式(12)；式中：Y0,t、Y1,t为逻辑变量，取值为真或假；et为m月t日所有梯级水电站的总发电量；进一步，采用大M松弛法将析取式(12)转化为式(13)；式中：M是无量纲实数，100e_t≤M≤1000e_t，y_0,t、y_1,t为二进制变量，取值为0或1；为二进制变量0和1的集合；以公式(13)替换公式(7)，将原始优化模型转换为MIQP模型，再调用求解器进行求解，最终求得多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划。