[发明专利]考虑市场力缓解的电网规划模型建立与求解方法及系统

说明书

本发明涉及一种考虑市场力缓解的电网规划模型建立与求解方法及系统，其步骤：以传统电网规划模型为基础，嵌入TCRSI约束，定义市场力指标测试集合，确定电网规划中市场力测试的范围；TCRSI为考虑电网约束的剩余供给指标；建立考虑市场力缓解的电网规划模型；将电网规划模型分解为电网结构优化主问题和TCRSI校核子问题，主问题是混合整数线性规划问题，而子问题是线性规划问题，主问题向子问题提供线路投建决策变量，子问题向主问题提供没有可行解的测试子集，采用CPLEX对两者进行交替迭代求解。本发明能缓解大规模电力系统电网规划的计算负担，大幅降低模型和求解的复杂度。

技术领域

本发明涉及一种电网规划领域，特别是关于一种考虑市场力缓解的电网规划模型建立与求解方法及系统。

背景技术

电网规划的任务是制定最优的电网扩展方案，以满足电力负荷和机组的增长。传统电网规划以垂直一体化垄断的电力系统为研究对象，一般以线路投资成本和基于机组边际成本的运行成本之和最低为优化目标函数。

电力市场条件下，市场力通常被定义为使电价偏离市场竞争水平的能力。发电侧市场力的行使会导致电价的普遍上升，社会福利的无谓损失，同时也会导致财富从买方向卖方转移，为了保证将来电力市场的健康运行，有必要在电网规划中考虑市场力的缓解。事实上，只有当市场中不存在市场力时，假设发电商按照边际成本报价才有合理性，从而直接应用传统电网规划的研究成果。然而，当市场中存在市场力时，发电商的策略性报价可能导致市场价格严重偏离边际成本，发电商按照边际成本报价的假设将产生不可忽视的误差。

针对该问题，市场条件下的电网规划一般采用两种方法处理发电商的报价策略。方法一是在制定电网规划之前，预测规划水平年的机组报价或节点边际电价，根据机组报价或节点边际电价计算系统运行成本，使传统电网规划的研究成果可以直接应用在电力市场中。然而，由于发电商策略性报价的影响，中长期机组报价或节点边际电价预测非常困难。方法二是采用博弈论模拟发电商的策略性报价，并将博弈模型嵌入到电网规划模型中。能够反映电网规划方案与机组报价及节点边际电价的相互作用，不过基于博弈论的电网规划问题十分庞大且难于求解，现有研究基本都采用小规模简单测试系统来验证模型有效性，目前看来，该方法还很难应用于实际基于大规模电力系统的电力市场中。由此可见，电力市场条件下电网规划的研究远未成熟。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种考虑市场力缓解的电网规划模型建立与求解方法及系统，其能缓解大规模电力系统电网规划的计算负担，大幅降低模型和求解的复杂度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种考虑市场力缓解的电网规划模型建立与求解方法，其步骤：1)以传统电网规划模型为基础，嵌入TCRSI约束，定义市场力指标测试集合，确定电网规划中市场力测试的范围；TCRSI为考虑电网约束的剩余供给指标；2)建立考虑市场力缓解的电网规划模型；3)将电网规划模型分解为电网结构优化主问题和TCRSI校核子问题，主问题是混合整数线性规划问题，而子问题是线性规划问题，主问题向子问题提供线路投建决策变量，子问题向主问题提供没有可行解的测试子集，采用CPLEX对两者进行交替迭代求解。

进一步，所述步骤1)中，市场力指标分为结构类指标和行为类指标，行为类指标的计算依赖于报价信息和市场出清结果，而结构类指标能够在没有报价信息和市场出清结果的情况下，判断发电商是否具有市场力。

进一步，剩余供给指标RSI利用一个连续量来鉴别发电商是否具有市场力，在RSI的基础上，建立了考虑电网约束的剩余供给指标TCRSI。

进一步，所述步骤2)中，考虑市场力缓解的电网规划模型如下：

目标函数为：

目标函数是年总费用C最小：

min C＝C₁+C₂； (1)