一种基于双轨制的输电权分配的优化方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及电力市场技术领域，尤其涉及一种基于双轨制的输电权分配的优化方法及装置。


背景技术：

[0002]
全球输电权研究中有两类输电权：物理输电权(ptr)和金融输电权(ftr)，物理输电权机制要求市场成员获得与预期交易相匹配的输电权，即保证计划的物理交易与系统的物理输电权相匹配，是一种使用端口的输电容量的权利。这种机制在复杂而大型的电网系统中具有很大的实施难度，因此，更适用于电网相对简单的跨省跨区电力传输。金融输电权是仅仅通过金融手段来实现，是一种获得节点电价阻塞分量差价的财务收益权。ftr是具有方向性的，根据点对点进行定义，单位为mw。ftr持有者拥有权利以获得它所定义的两节点之间的价差获取收入，金额等于两节点电价阻塞分量之差乘以其所对应的mw单位的容量数。支付给ftr持有者的费用来自于系统运行机构从市场运作中获得结算盈余。基于其特性，该机制更适用于解决省内的阻塞问题。
[0003]
由于我国电力市场在双轨制模式下运行，输电权的分配方式与国外纯市场化环境下的分配方式将存在很大的差别。在双轨制模式下，输电权市场的设计将面临市场与非市场之间的输电权分配问题。然而现有技术中，输电权的分配方式不能很好的衔接市场与非市场部分，造成输电权市场的运行效果不佳，导致市场参与者不能有效的应对阻塞带来的价格风险。


技术实现要素：

[0004]
本发明目的在于，提供一种公开了一种基于双轨制的输电权分配的优化方法及装置，以通过构造一个市场模式下的双轨分配模型，利用输电权解决了阻塞带来的风险，以及在双轨分配模式下输电权的分配问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明实施例提供一种基于双轨制的输电权分配的优化方法。
[0006]
在某一实施例中，提供一种基于双轨制的输电权分配的优化方法，包括：
[0007]
根据非市场电量及其交易分解曲线，确定非市场部分的免费分配的输电权和市场部分的拍卖分配的初始输电权；所述非市场部分的免费分配的输电权，用于对冲因输电阻塞而增加的费用；
[0008]
在每一轮拍卖中，将所述非市场部分的免费分配的输电权，以一对固定的注入和流出添加至拍卖模型；
[0009]
将市场参与者拍卖的买入报价或卖出报价，模拟成一对注入和流出，添加至所述拍卖模型中，并将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清，获得市场部分的输电权分配结果；
[0010]
根据所述非市场部分的免费分配的输电权分配结果和所述市场部分的拍卖分配的输电权分配结果，生成输电权方案。
[0011]
优选地，所述将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清，获得市场部分的输电权分配结果，包括:
[0012]
根据所述将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清构造一个安全约束优化问题，目标函数描述如下：
[0013][0014]
其中，b
i
是指市场主体i买入输电权的报价，单位为$/mw，q
i
是指市场主体i通过拍卖获得的输电权数量，单位为mw，o
j
是指市场主体j输电权的卖出报价，单位为$/mw，q
j
是指市场主体j通过拍卖卖出的输电权数量，单位为mw，n和m分别是所有买入报价和卖出报价的市场主体数量。
[0015]
优选地，所述目标函数，包括供需平衡约束：
[0016][0017]
其中，l
i
和l
j
分别是指与买入数量和卖出数量相对应的负荷。
[0018]
优选地，所述目标函数，还包括输电权拍卖数量约束：
[0019][0020]
其中，为线路l的潮流传输极限，g
l-p
为非市场所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子，q
p
为所述非市场部分获得的输电权。
[0021]
优选地，所述目标函数，还包括卖出数量约束：
[0022]
0≤q
j
≤a
[0023]
其中，a为市场主体j已获得的输电权数量。
[0024]
优选地，所述目标函数，还包括应急约束；
[0025]
所述应急约束，以节点注入的线性组合形式在注入点和流出点出清的可调度输电权数量的等式约束。
[0026]
本发明实施例提供还提供一种基于双轨制的输电权分配的优化装置，应用于上述任一实施例中的一种基于双轨制的输电权分配方法，包括：
[0027]
初始模块，根据非市场电量及其交易分解曲线，确定非市场部分的免费分配的初始输电权和市场部分的拍卖分配的初始输电权；所述非市场部分的免费分配的初始输电权，用于对冲因输电阻塞而增加的费用；
[0028]
非市场部分的分配模块，在每一轮拍卖中，将所述非市场部分的免费分配的初始输电权，以一对固定的注入和流出，添加至拍卖模型，获得非市场部分的输电权分配结果；
[0029]
市场部分的分配模块，将市场参与者拍卖的买入报价或卖出报价，模拟成一对注入和流出，添加至所述拍卖模型中，并将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清，获得市场部分的输电权分配结果；
[0030]
生成模块，根据所述非市场部分的免费分配的输电权分配结果和所述市场部分的拍卖分配的输电权分配结果，生成输电权方案。
[0031]
优选地，所述市场部分的分配模块，包括根据所述将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清构造一个安全约束优化问题，目标函数描述如下：
[0032][0033]
其中，b
i
是指市场主体i买入输电权的报价，单位为$/mw，q
i
是指市场主体i通过拍卖获得的输电权数量，单位为mw，o
j
是指市场主体j输电权的卖出报价，单位为$/mw，q
j
是指市场主体j通过拍卖卖出的输电权数量，单位为mw，n和m分别是所有买入报价和卖出报价的市场主体数量。
[0034]
优选地，所述市场部分的分配模块，包括对目标函数添加供需平衡约束：
[0035][0036]
其中，l
i
和l
j
分别是指与买入数量和卖出数量相对应的负荷。
[0037]
优选地，所述市场部分的分配模块，还包括对目标函数添加输电权拍卖数量约束：
[0038][0039]
其中，为线路l的潮流传输极限，g
l-p
为非市场所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子，q
p
为所述非市场部分获得的输电权。
[0040]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的一种基于双轨制的输电权分配的优化方法。
[0041]
本发明实施例的优点在于，通过构造一个市场模式下的双轨分配模型，结合非市场和市场部分的输电权分配结果，生成输电权方案，最终由电网公司将该输电权分配结果公布给市场和非市场参与者。利用输电权解决了阻塞带来的风险，以及在双轨分配模式下输电权的分配问题。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]
图1是本发明某一实施例提供的一种基于双轨制的输电权分配的优化方法的流程示意图；
[0044]
图2是本发明另一实施例提供的一种基于双轨制的输电权分配的优化方法的拍卖流程示意图；
[0045]
图3是本发明又一实施例提供的一种基于双轨制的输电权分配的优化装置的结构示意图。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0048]
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0049]
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0050]
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0051]
请参阅图1，本发明实施例提供一种基于双轨制的输电权分配的优化方法，包括：
[0052]
s101、根据非市场电量及其交易分解曲线，确定非市场部分的免费分配的输电权和市场部分的拍卖分配的初始输电权；所述非市场部分的免费分配的输电权，用于对冲因输电阻塞而增加的费用。
[0053]
在具体的实施例中，在双轨制的模式下，我国的跨省跨区输电权分配方法将区别于目前国外成熟的电力市场，即输电权的分配由两部分组成，包括非市场部分的免费分配和市场部分的拍卖分配。
[0054]
在本实施例中，假设非市场电量的目录电价的核定已经把输电阻塞费用考虑其中，那么非市场电量也可以通过输电权以对冲因输电阻塞而增加的费用。在此阶段，电网公司公布拍卖模型以及相关约束条件，并根据发电侧拥有的非市场电量及其交易分解曲线分配相应的年度、月度、周度或每日的输电权。
[0055]
s102、在每一轮拍卖中，将所述非市场部分的免费分配的输电权，以一对固定的注入和流出添加至拍卖模型。
[0056]
请参阅图2，在具体的实施例中，在进行拍卖分配前，需要把已分配的相关输电权添加至拍卖模型中。即已获得的相关输电权以一对固定注入和流出添加至拍卖模型中，并且保持不变。在某一轮输电权拍卖中，某一机组有非市场电100mw，并且潮流方向从节点a流向节点b。那么该机组将在第一步中免费获得从节点a指向节点b的输电权，其数量为100mw。获得的这部分输电权将在出清模型中被模拟为在节点a注入100mw和在节点b流出100mw。
[0057]
s103、将市场参与者拍卖的买入报价或卖出报价，模拟成一对注入和流出，添加至所述拍卖模型中，并将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清，获得市场部分的输电权分配结果。
[0058]
请参阅图2，在具体的实施例中，非市场部分完成输电权的分配后，为了后续市场部分输电权的出清和分配，输电线路容量上限减去非市场部分的输电权，剩余的部分用于市场部分的拍卖，市场参与者将通过拍卖获得输电权。在该阶段，因非市场部分而获得的输电权不参与拍卖，而市场参与者根据需求进行买入报价或卖出报价。提交的报价同样被模拟成一对注入和流出添加至拍卖模型中，并进行出清。如果买入报价是节点a流向节点b，那么则由节点a注入并从节点b流出，卖出报价是节点a流向节点b，那么则由节点b注入并从节点a流出。
[0059]
其中，输电权拍卖过程本身是一个安全约束优化问题。优化问题可以描述为以下目标函数:
[0060][0061]
其中，b
i
是指市场主体i买入输电权的报价，单位为$/mw，q
i
是指市场主体i通过拍卖获得的输电权数量，单位为mw，o
j
是指市场主体j输电权的卖出报价，单位为$/mw，q
j
是指市场主体j通过拍卖卖出的输电权数量，单位为mw，n和m分别是所有买入报价和卖出报价的市场主体数量。
[0062]
该目标函数的约束条件包括：
[0063]
1)供需平衡约束
[0064][0065]
其中，l
i
和l
j
分别是指与买入数量和卖出数量相对应的负荷。
[0066]
2)输电权拍卖数量约束
[0067][0068]
其中，为线路l的潮流传输极限，g
l-p
为非市场所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子，q
p
为所述非市场部分获得的输电权。
[0069]
3)拍卖数量约束
[0070]
0≤q
j
≤a
[0071]
其中，a为市场主体j已获得的输电权数量。
[0072]
4)应急约束
[0073]
以节点注入的线性组合形式在注入点和流出点出清的可调度输电权数量的等式约束。
[0074]
s104、根据所述非市场部分的免费分配的输电权分配结果和所述市场部分的拍卖分配的输电权分配结果，生成输电权方案。
[0075]
在具体的实施例中，结合非市场的输电权分配结果和市场部分的输电权分配结果，生成输电权方案，最后由电网公司将该输电权分配结果公布给市场参与者和非市场参与者。
[0076]
在本实施例中，优点在于通过构造一个市场模式下的双轨分配模型，结合非市场和市场部分的输电权分配结果，生成输电权方案，最终由电网公司将该输电权分配结果公布给市场和非市场参与者。利用输电权解决了阻塞带来的风险，以及在双轨分配模式下输电权的分配问题。
[0077]
请参阅图3，本发明实施例提供一种基于双轨制的输电权分配的优化装置，应用于上述任意一个实施例中的一种基于双轨制的输电权分配的优化装置。
[0078]
请参阅图3，本发明提供的一种基于双轨制的输电权分配的优化装置包括：
[0079]
初始模块11，根据非市场电量及其交易分解曲线，确定非市场部分的免费分配的输电权和市场部分的拍卖分配的初始输电权；所述非市场部分的免费分配的输电权，用于对冲因输电阻塞而增加的费用。
[0080]
在具体的实施例中，在双轨制的模式下，我国的跨省跨区输电权分配方法将区别于目前国外成熟的电力市场，即输电权的分配由两部分组成，包括非市场部分的免费分配
和市场部分的拍卖分配。
[0081]
在本实施例中，假设非市场电量的目录电价的核定已经把输电阻塞费用考虑其中，那么非市场电量也可以通过输电权以对冲因输电阻塞而增加的费用。在此阶段，电网公司公布拍卖模型以及相关约束条件，并根据发电侧拥有的非市场电量及其交易分解曲线分配相应的年度、月度、周度或每日的输电权。
[0082]
非市场部分的分配模块12，在每一轮拍卖中，将所述非市场部分的免费分配的输电权，以一对固定的注入和流出添加至拍卖模型。
[0083]
请参阅图2，在具体的实施例中，在进行拍卖分配前，需要把已分配的相关输电权添加至拍卖模型中。即已获得的相关输电权以一对固定注入和流出添加至拍卖模型中，并且保持不变。在某一轮输电权拍卖中，某一机组有非市场电100mw，并且潮流方向从节点a流向节点b。那么该机组将在第一步中免费获得从节点a指向节点b的输电权，其数量为100mw。获得的这部分输电权将在出清模型中被模拟为在节点a注入100mw和在节点b流出100mw。
[0084]
市场部分的分配模块13，将市场参与者拍卖的买入报价或卖出报价，模拟成一对注入和流出，添加至所述拍卖模型中，并将所述市场部分的拍卖分配的初始输电权输入该拍卖模型进行出清，获得市场部分的输电权分配结果。
[0085]
请参阅图2，在具体的实施例中，非市场部分完成输电权的分配后，为了后续市场部分输电权的出清和分配，输电线路容量上限减去非市场部分的输电权，剩余的部分用于市场部分的拍卖，市场参与者将通过拍卖获得输电权。在该阶段，因非市场部分而获得的输电权不参与拍卖，而市场参与者根据需求进行买入报价或卖出报价。提交的报价同样被模拟成一对注入和流出添加至拍卖模型中，并进行出清。如果买入报价是节点a流向节点b，那么则由节点a注入并从节点b流出，卖出报价是节点a流向节点b，那么则由节点b注入并从节点a流出。
[0086]
其中，输电权拍卖过程本身是一个安全约束优化问题。优化问题可以描述为以下目标函数:
[0087][0088]
其中，b
i
是指市场主体i买入输电权的报价，单位为$/mw，q
i
是指市场主体i通过拍卖获得的输电权数量，单位为mw，o
j
是指市场主体j输电权的卖出报价，单位为$/mw，q
j
是指市场主体j通过拍卖卖出的输电权数量，单位为mw，n和m分别是所有买入报价和卖出报价的市场主体数量。
[0089]
该目标函数的约束条件包括：
[0090]
1)供需平衡约束
[0091][0092]
其中，l
i
和l
j
分别是指与买入数量和卖出数量相对应的负荷。
[0093]
2)输电权拍卖数量约束
[0094][0095]
其中，p
lmax
为线路l的潮流传输极限，g
l-p
为非市场所在节点对线路l的发电机输出
功率转移分布因子，q
p
为所述非市场部分获得的输电权。
[0096]
3)拍卖数量约束
[0097]
0≤q
j
≤a
[0098]
其中，a为市场主体j已获得的输电权数量。
[0099]
4)应急约束
[0100]
以节点注入的线性组合形式在注入点和流出点出清的可调度输电权数量的等式约束。
[0101]
生成模块14，根据所述非市场部分的免费分配的输电权分配结果和所述市场部分的拍卖分配的输电权分配结果，生成输电权方案。
[0102]
在具体的实施例中，结合非市场的输电权分配结果和市场部分的输电权分配结果，生成输电权方案，最后由电网公司将该输电权分配结果公布给市场参与者和非市场参与者。
[0103]
在本实施例中，优点在于通过构造一个市场模式下的双轨分配模型，结合非市场和市场部分的输电权分配结果，生成输电权方案，最终由电网公司将该输电权分配结果公布给市场和非市场参与者。利用输电权解决了阻塞带来的风险，以及在双轨分配模式下输电权的分配问题。
[0104]
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的一种基于双轨制的输电权分配的优化方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的一种基于双轨制的输电权分配的优化方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
[0105]
以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。