[发明专利]考虑多类型市场主体的日前能量-调峰市场联合优化方法

说明书

本发明涉及电力优化技术领域，具体涉及考虑多类型市场主体的日前能量‑调峰市场联合优化方法。本发明契合新型电力系统的结构、形态特征，全面考虑了燃煤机组的深度调峰、风电场主动“弃风”调峰与储能充电调峰，能充分调动各市场主体的调峰积极性，支撑大规模风电消纳。此外，本发明提出的考虑多类型市场主体的日前能量‑调峰市场联合优化模型为混合整数线性规划模型，便于采用商业化求解软件快速求解，给出交易日内所有燃煤机组的能量出力与深度调峰辅助服务中标情况，所有风电场的能量出力与辅助服务中标情况与所有储能充、放电功率，为日内能量‑调峰市场运行提供依据。

技术领域

本发明涉及电力优化技术领域，具体涉及考虑多类型市场主体的日前能量-调峰市场联合优化方法。

背景技术

近十年，随着化石燃料的逐渐枯竭与环境污染的日益加剧，风力发电在全世界范围内得到了飞速发展，截至2021年底，我国风电累积装机达3.28亿千瓦，占发电总装机容量的13.8％，已成为我国电网第三大主力电源。随着新型电力系统建设目标的确立，我国风电装机有望持续增长。我国电网中，常规机组以调峰能力性能较差的燃煤机组为主，调峰能力不足成为制约电网消纳大规模风电的重要因素之一。

燃煤机组灵活性改造是提升电网调峰能力，促进风电消纳的有效措施之一。除此之外，电池储能技术的快速发展，为利用储能提升系统调峰能力，促进风电接纳提供了可能。燃煤机组深度调峰会造成转子轴系热应力过大、缩短机组寿命，并可能需要通过投油进行助燃，进而导致发电成本大幅度上升。对储能来说，参与调峰需进行专门的充放电动作，消耗电池循环寿命，同样对应着较高的调峰成本。显然，若缺乏合理的市场机制与有效的激励措施，无论是燃煤机组还是储能，参与调峰辅助服务的意愿均不强烈，进而影响风电接纳。电力市场中，各市场主体在能量市场与调峰辅助服务市场的报价行为密切相关，因此，为充分发挥各市场主体的调节能力，支撑大规模风电消纳，有必要进行日前能量-调峰市场联合优化。

文献一《山西电力现货与深度调峰市场联合优化机制设计与实践》(电网技术，2021年，第45卷，第6期，第2219页至2228页)对山西能量市场与深度调峰市场进行了联合优化，尝试以市场化手段解决山西电网调峰能力不足与新能源消纳受限矛盾。文献二《考虑深度调峰的电力日前市场机制设计》(电力系统自动化，2019年，第43卷，第4期，第9至第15页)设计了考虑火电机组深度调峰报价和新能源避免削减降价的日前能量-调峰市联合场的出清机制，激励可再生能源出让部分发电上网红利，以共赢的方式促进可再生能源的接纳。文献三《电网侧储能电站参与现货联合市场的竞价策略》(电网技术，2021年，第45卷，第9期，第3398页至第3408页)提出了储能参与能量-调峰市场联合竞价的双层Stackelberg博弈模型，现货市场联合竞价模型，能有效提高机组运行经济性与风电接纳能力。现有技术提出的日前能量-调峰市场联合优化方法中，没有充分考虑燃煤机组、风电场与储能等多市场主体的调峰潜力与调峰报价，在一定程度上制约了系统对大规模风电的接纳，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供考虑多类型市场主体的日前能量-调峰市场联合优化方法。在对燃煤机组、风电场与储能等多类型市场主体调峰能力与报价规则进行分析的基础上，建立了综合考虑燃煤机组深度调峰、启停调峰，风电场主动“弃风”调峰与储能充电调峰的日前能量-调峰联合优化模型。模型以能量与调峰辅助服务总采购成本最小为优化目标，同时考虑各市场主体技术约束、投标约束与电网潮流约束。

本发明的技术方案为：考虑多类型市场主体的日前能量-调峰市场联合优化方法，包括如下步骤：

S1：给定日前能量-调峰市场联合优化条件，包括：燃煤机组技术参数、分段能量报价与调峰辅助服务报价；储能技术参数与充放电报价；风电场技术参数、单一能量报价与分段调峰报价；风电场风功率预测值；系统负荷预测值；