CN112330486B - 一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其步骤为：步骤S1：判断设定时段内，跨省联络线受端功率波动是否满足供电可靠性要求，若不满足则给出电量缺口；步骤S2：将参与挂牌交易可再生能源发电商的申报电量、所在区域等信息转换为二进制电量码，并依据二进制电量码计算各发电商期望总损电量；步骤S3：按期望总损电量在对应申报电量中占比从小到大的顺序排列各发电商电量码，按序输出各电量码中储存的申报电量直至其和大于挂牌电量，所输出的申报电量即为本次挂牌交易的预摘牌电量。本发明具有原理简单、操作简便、易实现、能够有效减少交易中心在跨省联络线出现故障等优点。

Description

一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法

技术领域

本发明主要涉及到电力市场交易决策技术领域，特指一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法。

背景技术

随着全球变暖、能源危机和环境问题的日益突出，逐步改善能源结构，大力发展风能、太阳能在内的可再生能源已成为当前的广泛共识。因此国家大力扶持可再生能源产业的发展，颁布了一系列政策文件，其中最具代表性的便是“可再生能源配额制”，即可再生能源发电应在社会总用电量中达到一定比重。近年来配额制细化为“非水可再生能源配额”，对风光发电占比也提出了政策要求。以湖南省为例，由于湖南水资源储量丰富，风光资源相对匮乏，主要通过祁韶直流及鄂湘联络线外购。在这种情况下，若鄂湘联络线故障导致送湘风光电减少，则会产生无法完成配额的风险。在这种情况下，如何依据联络线状态及时开展祁韶外购电，并优化购电流程便成为了省交易中心非常关心的问题，考虑到当前祁韶外购电以挂牌交易的方式进行，因此这里针对挂牌交易开展优化。上述仅仅是以湖南省作为一个例子进行的分析，上述问题实际上在众多省份以及全国层面都是一个亟待解决的问题。

现有技术主要从宏观层面对挂牌交易流程进行优化，以提高各方参与挂牌交易的积极性，或实现中长期交易与现货交易的衔接。

例如中国专利申请号201810135494.2(“基于标准化电力交割曲线的场内挂牌交易方法”)，在它提出的技术方案中，针对中长期电力市场及现货市场在衔接上存在的问题，提出一种基于标准化电力交割曲线的场内挂牌交易方法，交易双方按照形成的每日24点电力交割曲线签订场内挂牌交易合约。对于建设中长期市场和现货市场紧密衔接的电力市场体系有重要借鉴意义。

又例如中国专利申请号201710758259.6(“一种激励相容挂牌电力交易系统及交易方法”)，在它提出的技术方案中，提出了一种激励相容挂牌电力交易系统及交易方法，该方法能在挂牌交易中调动竞买人的竞价积极性，通过价差返还的激励方法，促成电力交易有效成交，形成多方共赢的机制。

上述现有的技术方案都是通过对挂牌交易流程优化，以推进电力市场体系建设，提升交易各方参与市场积极性。但是，它们并没有将挂牌交易与联络线状态结合，更没有涉及联络线异常情况下，作为买方的交易中心在挂牌交易中如何优化决策的问题。

因此，针对联络线异常导致送入风光电能减少的情况，为完成国家规定的非水可再生能源配额，需研发一种将联络线状态判断与定价挂牌交易相结合，并能优化买方挂牌交易决策的电路及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、易实现、能够有效减少交易中心在跨省联络线出现故障的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其步骤为：

步骤S1：判断设定时段内，跨省联络线受端功率波动是否满足供电可靠性要求，若不满足则给出电量缺口；

步骤S2：将参与挂牌交易可再生能源发电商的申报电量、所在区域等信息转换为二进制电量码，并依据二进制电量码计算各发电商期望总损电量；

步骤S3：按期望总损电量在对应申报电量中占比从小到大的顺序排列各发电商电量码，按序输出各电量码中储存的申报电量直至其和大于挂牌电量，所输出的申报电量即为本次挂牌交易的预摘牌电量。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S1包括：

步骤S101：将检测的跨省联络线每秒受端功率P_i与均值计算器储存受端功率均值P_ave相减得受端功率偏差ΔP_i；通过比较计算ΔP_i与跨省联络线爬坡允许下限值λ_d的差值ΔC_i，其中(i＝1，2，...，60)，每计算一次计数器内数值M加1；当ΔC_i小于零时输出ΔC_i给寄存器储存，重复前述过程直至M为60；此时，将检测的M个受端功率数据求和得一分钟内受端电能W，寄存器输出当前储存所有差值ΔC_i，均值计算器同时计算并更新M个受端功率数据均值P_ave，P_ave初始值取P₁前M个受端功率均值；

步骤S102：将寄存器输出的ΔC_i取绝对值后求和得C_m，比较器将C_m与进行挂牌电量计算临界值C_limit比较；若C_m不小于C_limit，进行挂牌电量计算，将计算得到的挂牌电量Q_sign传递给寄存器储存；若C_m小于C_limit，传递给寄存器的Q_sign为0；

步骤S103：受端交易中心预先设定跨省联络线供电可靠性，每分钟内受端原定计划电量为Q_plan，则临界值C_limit＝(1-β)Q_plan，经计算得出的挂牌电量Q_sign为Q_plan与一分钟内受端电能W的差值；

步骤S104：每隔一端时间将寄存器内储存所有挂牌电量求和得总挂牌电量Q_sign，A。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S104中，在时间段内受端原定计划电量为Q_plan，A，将Q_sign，A与(1-β)Q_plan，A比较；若Q_sign，A大于(1-β)Q_sign，A，则联络线异常，输出Q_sign，A给终止信号控制器，并传递开启挂牌交易信号给总交易中心，当Q_sign，A不大于(1-β)Q_sign，A时，联络线正常。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S2包括：

步骤S201：电量码转换器接收总交易中心传递区域参与挂牌交易各发电商申报电量Q_j及其所在省份，将其转换为二进制电量码B_j放入寄存器储存；

步骤S202：电量码传输器依次获取各发电商电量码B_j，传递其地区位给总京交易中心，以调取B_j所在区域输电断面的剩余输送电量Q_{rem_j}、使断面处于非越限状态的临界电量Q_{cri_j}及对应发电商送湘联络线平均线损I_j；

步骤S203：当申报电量Q_j造成输电断面处于越限状态时，Q_j与Q_{cri_j}相减得Q_j越限数值，并与Q_{rem_j}、Q_{cri_j}二者差值相除，得到Q_j的调整概率P_{adj_j}，调整后的传输电量为Q_{cri_j}，分别求P_{adj_j}与Q_{cri_j}、1-P_{adj_j}与Q_j的乘积，二者求和得到受端接收电量期望值E(Q_j)，将其与I_j相乘得Q_j的期望线损电量L_{exp_j}，Q_j与E(Q_j)间存在偏差，该偏差值即为Q_j的期望偏差电量L_{adj_j}，L_{exp_j}与L_{adj_j}二者求和得Q_j的期望总损电量L_{all_j}。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S201中，所述B_j由申报位、总损位及地区位组成，分别反映申报电量Q_j数值、传递Q_j产生的期望总损电量L_{all_j}及Q_j送端所在区域。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，电量码排序器按期望总损电量L_{all_j}与对应申报电量Q_j比值从小到大的顺序对电量码排序，按序输出电量码申报位对应申报的电量Q_j，Q_j即为电量码所对应的发电商j预摘牌电量，实时计算输出的预摘牌电量之和Q_sum，比较Q_sum不小于Q_sign，A形成决策。

作为本发明方法的进一步改进：当Q_sum不小于Q_sign，A时，终止预摘牌电量输出，并计算Q_sum与Q_sign，A的差值Q_gap，计算输出Q_j在Q_sum中的占比K_j，将K_j与Q_gap相乘得Q_j应调减的电量Q_j，sub，Q_j与Q_j，sub求差，得到发电商j的实际摘牌电量Q_j，rel。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，原理简单、操作简便、易实现，它能够有效减少交易中心在跨省联络线出现故障，为完成省内可再生能源配额所进行的跨区购电交易成本。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

图2是本发明在具体应用实例中原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中发电商上报交易中心的电量值及其送湘联络线平均线损的示意图。

图4是本发明在具体应用实例中发布的断面剩余输送电量及临界电量示意图。

图5是本发明在具体应用实例中挂牌交易优化前后的结果对比示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其步骤为：

步骤S1：判断设定时段内，跨省联络线受端功率波动是否满足供电可靠性要求，若不满足则给出电量缺口；

步骤S2：将参与挂牌交易可再生能源发电商的申报电量、所在区域等信息转换为二进制电量码，并依据二进制电量码计算各发电商期望总损电量：

步骤S3：按期望总损电量在对应申报电量中占比从小到大的顺序排列各发电商电量码，按序输出各电量码中储存的申报电量直至其和大于挂牌电量，所输出的申报电量即为本次挂牌交易的预摘牌电量。

在具体应用实例中，在步骤S1中包括：

步骤S101：将检测的跨省联络线每秒受端功率P_i与均值计算器储存受端功率均值P_ave相减得受端功率偏差ΔP_i；通过比较器计算ΔP_i与跨省联络线爬坡允许下限值λ_d的差值ΔC_i(i＝1，2，...，60)，每计算一次计数器内数值M加1；当ΔC_i小于零时输出ΔC_i给寄存器储存，重复前述过程直至M为60；此时，将检测的M个受端功率数据求和得一分钟内受端电能W，寄存器输出当前储存所有差值ΔC_i，均值计算器同时计算并更新M个受端功率数据均值P_ave，P_ave初始值取P₁前M个受端功率均值。

步骤S102：将寄存器输出的ΔC_i取绝对值后求和得C_m，比较器将C_m与进行挂牌电量计算临界值C_limit比较；若C_m不小于C_limit，进行挂牌电量计算，将计算得到的挂牌电量Q_sign传递给寄存器储存；若C_m小于C_limit，传递给寄存器的Q_sign为0。

步骤S103：受端交易中心预先设定跨省联络线供电可靠性，例如β＝90％，每分钟内受端原定计划电量为Q_plan，则临界值C_limit＝(1-β)Q_plan，经计算得出的挂牌电量Q_sign为Q_plan与一分钟内受端电能W的差值。

步骤S104：每隔一端时间(如六小时)将寄存器内储存所有挂牌电量求和得总挂牌电量Q_sign，A，六小时内受端原定计划电量为Q_plan，A，将Q_sign，A与(1-β)Q_plan，A比较；若Q_sign，A大于(1-β)Q_sign，A，则联络线异常，输出Q_sign，A给终止信号控制器，并传递开启挂牌交易信号给北京交易中心，当Q_sign，A不大于(1-β)Q_sign，A时，联络线正常。

在具体应用实例中，在步骤S2中包括：

步骤S201：电量码转换器接收总交易中心传递区域参与挂牌交易各发电商申报电量Q_j及其所在省份，将其转换为二进制电量码B_j放入寄存器储存，B_j由申报位、总损位及地区位组成，分别反映申报电量Q_j数值、传递Q_j产生的期望总损电量L_{all_j}及Q_j送端所在区域。

步骤S202：电量码传输器依次获取各发电商电量码B_j，传递其地区位给总京交易中心，以调取B_j所在区域输电断面的剩余输送电量Q_{rem_j}、使断面处于非越限状态的临界电量Q_{cri_j}及对应发电商送湘联络线平均线损I_j。

步骤S203：当申报电量Q_j造成输电断面处于越限状态时，Q_j与Q_{cri_j}相减得Q_j越限数值，并与Q_{rem_j}、Q_{cri_j}二者差值相除，得到Q_j的调整概率P_{adj_j}，调整后的传输电量为Q_{cri_j}，分别求P_{adj_j}与Q_{cri_j}、1-P_{adj_j}与Q_j的乘积，二者求和得到受端接收电量期望值E(Q_j)，将其与I_j相乘得Q_j的期望线损电量L_{exp_j}，Q_j与E(Q_j)间存在偏差，该偏差值即为Q_j的期望偏差电量L_{adj_j}，L_{exp_j}与L_{adj_j}二者求和得Q_j的期望总损电量L_{all_j}。

在具体应用实例中，在步骤S3中，电量码排序器按期望总损电量L_{all_j}与对应申报电量Q_j比值从小到大的顺序对电量码排序，按序输出电量码申报位对应申报的电量Q_j，Q_j即为电量码所对应的发电商j预摘牌电量，实时计算输出的预摘牌电量之和Q_sum，当Q_sum不小于Q_sign，A时，终止预摘牌电量输出，并计算Q_sum与Q_sign，A的差值Q_gap，计算输出Q_j在Q_sum中的占比K_j，将K_j与Q_gap相乘得Q_j应调减的电量Q_j，sub，Q_j与Q_j，sub求差，得到发电商j的实际摘牌电量Q_j，rel。

参见图3-图5所示，本发明在一个具体应用实例中，针对联络线状态异常导致送湘风光电与原计划存在偏差，为完成非水可再生能源配额要求，并减少外购电成本，本发明为交易中心提供了一种新的交易方法，即本发明的一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，结合图1所示。在该实施例中，详细的步骤如下：

(1)设定跨省联络线供电可靠性β＝90％。

(2)检测每分钟内受端功率P_i，与前一分钟的受端功率均值P_ave作差得受端功率偏差ΔP_i，计算ΔP_i与跨省联络线爬坡允许下限值λ_d的差值ΔC_i(i＝1，2，...，60)，将ΔC_i取绝对值后求和得C_m，若C_m不小于C_limit，则挂牌电量Q_sign为每分钟内受端原定计划电量Q_plan与该时段受端电能W的差值，若C_m小于C_limit，挂牌电量Q_sign为0。

(3)每六小时将寄存器内储存所有挂牌电量求和得总挂牌电量Q_sign，A，六小时内受端原定计划电量为Q_plan，A，将Q_sign，A与(1-β)Q_plan，A比较，若Q_sign，A大于(1-β)Q_sign，A，则联络线异常，输出Q_sign，A给终止信号控制器，并传递开启挂牌交易信号给北京交易中心，当Q_sign，A不大于(1-β)Q_sign，A时，联络线正常。

(4)设定总挂牌电量Q_sign，A为220MW.h。

(5)电量码转换器接收北京交易中心传递西北参与挂牌交易各发电商申报电量Q_j及其所在省份，数据如图2所示，将其转换为二进制电量码B_j放入寄存器储存，B_j由申报位、总损位及地区位组成，电量码传输器依次获取各发电商电量码B_j，传递其地区位给北京交易中心，以调取B_j所在区域输电断面的剩余输送电量Q_{rem_j}、使断面处于非越限状态的临界电量Q_{cri_j}及对应发电商送湘联络线平均线损I_j，具体数据如图3所示。

(6)当申报电量Q_j造成输电断面处于越限状态时，以发电商A为例，将Q_j与Q_{cri_j}相减得Q_j越限数值，并与Q_{rem_j}、Q_{cri_j}二者差值相除，得到Q_j的调整概率P_{adj_j}＝16.67％，调整后的传输电量为Q_{cri_j}，分别求P_{adj_j}与Q_{cri_j}、1-P_{adj_j}与Q_j的乘积，二者求和得发电商A的受端接收电量期望值E(Q_j)＝115MW.h，将其与I_j相乘得发电商A的期望线损电量L_{exp_j}＝6.82MW.h，Q_j与E(Q_j)间存在偏差，该偏差值即为发电商A的期望偏差电量L_{adj_j}，L_{adj_j}＝5MW.h，L_{exp_j}与L_{adj_j}二者求和得发电商A的期望总损电量L_{all_j}＝11.82MW.h，期望总损占比为9.85％。

(7)电量码排序器按期望总损电量L_{all_j}与对应申报电量Q_j比值从小到大的顺序对电量码排序，按序输出电量码申报位对应申报的电量Q_j，Q_j即为电量码所对应的发电商j预摘牌电量，实时计算输出的预摘牌电量之和Q_sum，当Q_sum不小于Q_sign，A时，终止预摘牌电量输出，优化计算输出了发电商B及发电商F的预摘牌电量，计算Q_sum与Q_sign，A的差值Q_gap＝25MW.h，发电商B、F输出的Q_j在Q_sum中的占比K_j分别为0.6、0.4，将K_j与Q_gap相乘得发电商B、F分别应调减的电量为15MW.h、10MW.h，与发电商B、F的预摘牌电量作差，得发电商B的实际摘牌电量分别为120MW.h、80MW.h。

如图4所示，为上述实施例中挂牌交易优化前后的结果对比，从图4可以看出，对挂牌交易流程优化后，所得的摘牌电量中期望总损电量占比最小。电力市场中买方主要以保供应、降成本为目标，定价挂牌交易中，这两个目标的实质即为在同样的价格下，尽可能降低所购电量的不确定性。电量不确定性主要来源于联络线线损及输电计划调整，这里以期望线损电量量化线损的不确定性，期望偏差电量量化输电计划调整的不确定性，期望总损电量表总的不确定性。因此期望总损占比表示了某一电量的不确定程度，其值越小，获取对应电量可靠性越高，越有利于实现保供应、降成本的目标。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，步骤为：

步骤S1：判断设定时段内，跨省联络线受端功率波动是否满足供电可靠性要求，若不满足则给出电量缺口；

步骤S2：将参与挂牌交易可再生能源发电商的申报电量和/或所在区域信息转换为二进制电量码，并依据二进制电量码计算各发电商期望总损电量；

步骤S3：按期望总损电量在对应申报电量中占比从小到大的顺序排列各发电商电量码，按序输出各电量码中储存的申报电量直至其和大于挂牌电量，所输出的申报电量即为本次挂牌交易的预摘牌电量；

所述步骤S2包括：

步骤S201：电量码转换器接收总交易中心传递区域参与挂牌交易各发电商申报电量及其所在省份，将其转换为二进制电量码/>放入寄存器储存；

步骤S202：电量码传输器依次获取各发电商电量码，传递其地区位给总交易中心，以调取/>所在区域输电断面的剩余输送电量/>、使断面处于非越限状态的临界电量及对应发电商送湘联络线平均线损/>；

步骤S203：当申报电量造成输电断面处于越限状态时，/>与/>相减得/>越限数值，所述/>越限数值与/>、/>二者差值相除，得到/>的调整概率/>，调整后的临界电量为/>，分别求/>与/>、/>与/>的乘积，二者求和得到受端接收电量期望值E/>，将其与/>相乘得/>的期望线损电量/>，/>与E/>间存在偏差，该偏差值即为/>的期望偏差电量/>，/>与/>二者求和得/>的期望总损电量/>。

2.根据权利要求1所述的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S101：将检测的跨省联络线每秒受端功率与均值计算器储存受端功率均值/>相减得受端功率偏差/>；通过比较计算/>与跨省联络线爬坡允许下限值/>的差值，每计算一次计数器内数值/>加1；当/>小于零时输出/>给寄存器储存，重复前述过程直至/>为60；此时，将检测的/>个受端功率数据求和得一分钟内受端电能W，寄存器输出当前储存所有差值/>，均值计算器同时计算并更新/>个受端功率数据均值/>，/>初始值取/>前/>个受端功率均值；

步骤S102：将寄存器输出的取绝对值后求和得/>，比较器将/>与进行挂牌电量计算临界值/>比较；若/>不小于/>，进行挂牌电量计算，将计算得到的挂牌电量传递给寄存器储存；若/>小于/>，传递给寄存器的/>为0；

步骤S103：受端交易中心预先设定跨省联络线供电可靠性，每分钟内受端原定计划电量为，则临界值/>，经计算得出的挂牌电量/>为/>与一分钟内受端电能W的差值；所述/>为跨省联络线供电可靠性；

步骤S104：每隔一段时间将寄存器内储存所有挂牌电量求和得总挂牌电量。

3.根据权利要求2所述的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，所述步骤S104中，在时间段内受端原定计划电量为，将/>与/>比较；若/>大于/>,则联络线异常，输出/>给终止信号控制器，并传递开启挂牌交易信号给总交易中心，当/>不大于/>时,联络线正常；所述为总挂牌电量，所述/>为跨省联络线供电可靠性。

4.根据权利要求1所述的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，所述步骤S201中，所述由申报位、总损位及地区位组成，分别反映申报电量/>数值、传递产生的期望总损电量/>及/>送端所在区域。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，所述步骤S3中，电量码排序器按期望总损电量与对应申报电量/>比值从小到大的顺序对电量码排序，按序输出电量码申报位对应申报的电量/>，/>即为电量码所对应的发电商j预摘牌电量，实时计算输出的预摘牌电量之和/>，比较/>不小于形成决策；所述/>为在时间段内受端原定计划电量。

6.根据权利要求5所述的跨区联络线状态异常的挂牌交易优化决策方法，其特征在于，当不小于/>时，终止预摘牌电量输出，并计算/>与/>的差值/>，计算输出/>在/>中的占比/>，将/>与/>相乘得/>应调减的电量/>，/>与/>求差，得到发电商j的实际摘牌电量/>。