[发明专利]一种热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法

说明书

本发明公开了一种热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法，包括如下步骤：(1)建立包括水力流动与热能传递过程的热网模型；(2)将热力系统看成一个直接参与电力市场的利益体，构建内部运行约束；(3)热力系统利益整体以在电力市场的所获利润最大为目标，决策向电力市场的报价；(4)电力市场独立系统运行商接受热力系统利益整体及其他机组的报价，进行出清；(5)用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数线性规划模型。本发明热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法，充分反映热能传输特性与管网约束对于热力系统利益整体运行的影响，并模拟了热力系统利益整体与电力市场的竞争交互关系，符合竞争性电力市场下的交易模式。

技术领域

本发明涉及电热综合能源系统运行技术领域，具体为一种热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法。

背景技术

电热综合能源系统作为综合能源系统的重要组成部分，其能源利用的高效率以及电能热能之间的互补特性可以有效促进多能协同与能源优势互补，对于提升一次能源利用率、缓解目前的能源危机具有重要意义。随着能源市场逐步开放，统一调度模型无法适应多市场主体的运营模式，综合能源系统中传统的垂直一体式调度逐步向交互竞争型市场运行方式转变，电热综合能源系统内的运营主体在竞争性市场下的决策研究收到研究人员的广泛关注。

随着电气化与“煤改电”的推进，区域供热系统内传统的燃煤锅炉正逐步被电加热装置替代，CHP机组与广泛应用的电加热装置加深了热力系统与电力系统的耦合。热电耦合装置的存在使热力系统与与电力市场存在密切的购电与售电的关系，是电力市场的组成部分。目前电热综合能源系统中电力市场的理论相对成熟，热力市场还处于摸索状态。在热力市场理论不成熟的背景下，可以将通过CHP机组、电加热装置与电力系统连接的区域供热系统看成是与电力系统相连接的整体，忽略热力系统内部的交易，研究热力系统与电力系统交易。目前国内外已有研究探索了热力系统利益整体在电力市场下的运行策略，研究把热电耦合装置、传统热源乃至新能源发电等元件组成一个利益统一的主体。热力系统利益整体接受来自电力市场运营商确定的电价信号，以利润最大为目标(包括电力市场的收益及运行成本)安排自己的售电购电计划以及内部各单元的出力、用能。

在市场化背景下，已有研究探索了热力系统作为利益整体在电力市场中的运行。但现有研究存在如下几个缺陷：1)把热力系统利益整体看成是价格接受者，即热力系统利益整体接受的来自电力市场运营商的电价是固定的，忽略了热力系统利益整体与电力市场之间的竞争交互关系。而实际热力系统利益整体中的CHP机组与电锅炉拥有一定的容量，可以通过自己的报价影响电价，需从价格制定者的角度研究热力系统利益整体在电力市场下的运行决策。2)目前的研究中热力系统利益整体涵盖了CHP机组、电加热装置等主要元件，但忽略了内部热网传输约束，而热网传输约束会影响热力系统的用能计划。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术不足，提供一种热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法，由此解决目前关于热力系统利益整体的研究中忽略热力管网约束，无法准确反映热能传输特性对于热力系统利益整体运行影响的问题；以及目前市场化背景下，将热力系统利益整体作为价格接受者参与电力市场并研究其决策运行的不合理性问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热力系统作为利益整体参与电力市场的决策方法，包括如下步骤：

(1)建立包括水力流动过程与热能传递过程的热力网络模型；

(2)将热力系统看成一个直接参与电力市场的利益体，构建热力系统利益整体运行约束方程；

(3)热力系统利益整体以在电力市场的所获利润最大为目标，协调内部单元出力并进行在电力市场的日前报价决策；

(4)电力市场独立系统运行商接受热力系统利益整体以及系统其他机组的报价，以系统社会福利最大为优化目标进行出清；

(5)用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数线性规划模型，通过求解器求解。