[发明专利]抽水蓄能机组在日前电力现货市场的双层竞价优化方法

说明书

本发明公开了一种抽水蓄能机组在日前电力现货市场的双层竞价优化方法：首先在报价范围内随机生成W组新报价；然后调用gurobi优化器求解市场出清模型，在全系统发电总费用最小目标下优化抽水蓄能机组的相关参数；接着以实现抽水蓄能机组在电力现货市场中获得最大收益为目标，从而通过遗传算法寻优迭代过程，直至输出最优的抽水蓄能机组报价及容量优化结果。本发明可实现抽水蓄能机组容量合理安排和优化资源配置，同时获得更高的收益，从而提高抽水蓄能电站在市场中的竞争力。

技术领域

本发明属于抽水蓄能机组市场化应用领域，具体涉及抽水蓄能机组在日前电力现货市场的策略性竞价模型的应用。

背景技术

抽水蓄能机组是一种响应快速、运行方式灵活的电源形式，由于其具有储能、调峰、调频等多种功能，因而对于间歇性能源的发展起到了重要的辅助作用。目前，全球抽水蓄能电站的装机已达1.5亿千瓦，伴随全球能源结构转型和能源消费革命，抽水蓄能机组将在保障电网安全、提供系统灵活调节和促进新能源消纳等方面发挥越来越重要的作用。

随着电力工业引入市场竞争，电力市场参与主体不断增多，市场化用电量逐步增加，逐步形成了电能市场和辅助服务市场，发电商参与电力市场竞争是电力行业的发展趋势。虽然在市场起步阶段抽水蓄能机组允许参与的电能量和辅助市场仍较少，但目前对于抽水蓄能机组市场化形式的交易和补偿明显增多。目前，国内外对抽水蓄能机组的应用研究中，从抽水蓄能机组的竞价策略角度优化其应用的研究较少，在电能量和辅助市场的联合市场中开展的应用研究相对也较少。但由于抽水蓄能机组存在抽发损耗，提供的辅助服务受益对象广泛难以量化等原因，限制了抽水蓄能机组在市场中的竞争力，因此，需要通过建立模型、分析模型并求解验证后应用于提升抽水蓄能机组在市场中的竞争力，对其在市场中发挥的作用予以正确量化分析，在对抽水蓄能机组容量合理安排和优化资源配置前提下实现最大效益。

另外，采用数学优化算法直接求解模型一般较为复杂，往往完全依赖于商业化软件，且模型求解结果仍有待提高对于实践的指导价值。尽管遗传算法是解决复杂问题的有效工具，例如，其能够直接对结构对象进行处理，不会受到求导和连续性的限制，对于含有0/1变量的函数的求解具有优势。但目前遗传算法在电力系统中主要应用于无功优化问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抽水蓄能机组在日前电力现货市场的双层竞价优化方法，实现抽水蓄能机组容量合理安排和优化资源配置，同时获得更高的收益。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)在抽水蓄能电站的(一般为一个电站)报价范围内随机生成W组报价策略，以每组报价策略代表初始遗传种群中的一个个体(采用实数编码)，并确定遗传算法的运行参数，所述运行参数包括遗传代数G、交叉概率Pc和变异概率Pm；

2)以系统的发电总费用(所有机组的总报价，系统中所有机组分为两类：抽水蓄能机组和其他机组)最小为优化目标建立市场出清模型，使用分支界定法求解该市场出清模型，得到步骤1)中任意一组报价策略下抽水蓄能机组的出力(P_j(t))、抽水功率(D_j(t))，并计算电价(①将市场出清模型目标函数联合约束建立拉格朗日函数，可求解得到拉格朗日乘子λ^e(t)、μ⁺_l(t)、μ^-_l(t)和λ^r(t)，通过计算节点边际电价；②由ρ^r(t)＝-λ^r(t)得到调频辅助服务市场电价)；其中所述市场出清模型的约束条件包括系统安全运行约束、抽水蓄能机组约束、其他机组约束(其他机组具体包括煤电机组、气电机组、水电机组中的一种以上机组)和电能量市场与调频辅助服务市场之间的市场关联约束；