微电网电能随机匹配交易方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统的微电网，更具体地说，涉及一种微电网电能随机匹配交易 方法。
【背景技术】
[0002] 在国家大力提倡发展清洁能源的需求下，以及分布式电源（DER，Distributed Energy Resource)技术的逐渐成熟，发电侧主体也将会呈现多样化的趋势，会有越来越多 的DER和Prosumer (电能产销者，即含有DER的独立用户）参与到电力市场竞争。传统的 "自发自用，余电上网"的微电网电能交易已不适合电力市场化改革的需求，亟待新的有竞 争性的电能交易机制，实现电能资源的合理配置。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于：提供一种微电网电能随机匹配交易方法，满足微电网内的各 运营主体对于电能的交易需求，可以调节供需平衡，维护系统安全稳定运行，实现电能利用 效益的最大化。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种微电网电能随机匹配交易方法，包括如下 步骤：（1)大电网决定下一时间周期的购售电价和每个微电网所允许的最大购售电量，下 发给各微电网；(2)微电网内的分布式电源、电力用户和电能产销者作为市场参与者分别 将价格和交易量提前上报给微电网；（3)微电网作为市场运营者制定、计算市场参数，下发 给分布式电源、电力用户和电能产销者，宣布随机匹配交易市场开启；(4)市场参与者分别 决定购售电量，自主选择合适的竞价策略，上报给市场运营者；（5)市场运营者将随机匹配 交易结果下发至各市场参与者，随机匹配交易市场关闭；(6)市场参与者接收并服从随机 匹配交易结果；(7)市场运营者上报电网所需购电量或售电量，开始进行实时电能交易； (8)实时交易结束，根据与随机匹配交易量差异进行误差补偿清算，同时对于分布式电源实 际发电量进行价格补贴。
[0005] 作为本发明的一种改进，所述市场参数包括：
[0006] Pgs，卖方每单元电量直接出售给电网的价格，由大电网决定（非补贴电价）；
[0007] P1，市场匹配交易过程中，每单元电能的最低出售或者购买价格，由市场运营者决 定；
[0008] ph，市场匹配交易过程中，每单元电能的最高出售或者购买价格，由市场运营者决 定；
[0009] Pgb，买方所需直接从电网购买的每单元电量价格，由大电网决定；
[0010] β，卖方单元与买方单元对于每一轮随机匹配所需交纳的市场参与费用；
[0011] R，价格区间参数，将价格区间[Pl，pj以（Ph-P1V(R-I)为间隔等分，表明市场匹配 交易过程中有R个克标价格（R彡2) =P1, Pf(Ph-P1)Z(R-I)，…，ph;
[0012] T，卖方单元或买方单元的价格变化最小步长，亦即次轮的变化价格，T = (Ph-P1)/ (R-I) ο
[0013] 作为本发明的一种改进，各市场参与者作为买方或者卖方预估下一阶段的电能交 易量，以每IkW为基本交易单元直接参与市场交易，分别称为买方单元和卖方单元，市场运 营者将所有卖方单元与买方单元进行随机匹配交易。
[0014] 作为本发明的一种改进，卖方决定其所出售的每单元电能的竞价策略，有 G (I)，G (2)，...，G (R)，共R个竞价策略中选择，对于选择G (r)的卖方单元，其在首轮出售价 格为（r-Ι) ·Τ+Ρι，若首轮未交易成功，其竞价价格减少T，在次轮继续参与市场匹配，依次 类推，直至达到？1后，价格不再降低。
[0015] 作为本发明的一种改进，买方决定其所要购买的每一份电能的竞价策略，有 L(1)，L(2)，一,L(R),共R个竞价策略，对于选择L(r)的买方单元，其在首轮购买价格为 (r-Ι) · T+Pl，若首轮未交易成功，其竞价价格增加 T，在次轮继续参与市场匹配，依次类推， 直至达到以后，价格不再升高。
[0016] 作为本发明的一种改进，每一轮的交易将所有的卖方单元与买方单元完全随机匹 配，以P s表示卖方单元竞价价格，P b表示买方单元竞价价格，P fn表示最终成交价格，若P fn 不为0表示匹配成功，匹配双方退出市场；若PfnS 0则表示匹配不成功，匹配双方继续留在 市场参与次轮交易。
[0017] 作为本发明的一种改进，当买、卖方单元数量不相等时，针对卖方市场，即卖方单 元数量m小于买方单元数量η时，补上n-m个虚拟卖方单元，均采取策略G(M), M可以取大 于R+C_-l的任意整数，保证其在每一轮与任意策略买方单元匹配均不成功；针对买方市 场，即卖方数量m大于买方数量η时，补上m-n个虚拟买方，均采取策略L (N)，N可以取小于 2-C_的任意整数，保证其在每一轮与任意策略买方单元匹配均不成功。
[0018] 作为本发明的一种改进，市场经过最小市场交易轮数的随机匹配后关闭，未匹配 成功的卖方单元或者买方单元需要与大电网进行交易，出售电能价格为 Pgs，购买电能价格 为 Pgb。
[0019] 作为本发明的一种改进，买、卖方单元实际的交易价格定义为等效交易价格p_， 对于卖方单元，Psf3qu= P fn-0，对于买方单元，Pbf3qu= P fn+P，卖方单元的最低等效交易价格 应大于等于出售给大电网的价格，买方单元的最高等效交易价格应小于等于直接从大电网 购买电能的价格。
[0020] 作为本发明的一种改进，市场运营者汇总供给需求函数，并综合最大传输线允许 功率得到价格参数的上下限，再以此参数用迭代法求取期望等效交易价格及对应的交易电 量，再下发至各市场参与者，引导其选择合适的竞价策略及交易电量。
[0021] 与现有技术相比，本发明微电网电能随机匹配交易方法能够通过价格反应供需状 况，引导市场参与者的参与行为和竞价策略，反过来会一定程度上减少电能供需差量，起到 削峰填谷的作用；而且，DER，用户和Prosumer避免了单一定价模式的完全被动性，可以自 主选择竞价策略参与市场。本发明易于执行，能高效地实现电能交易，顺应未来智能电网的 发展和新电力改革的趋势。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明的结构及其有益技术效果进行详细说 明。
[0023] 图1为微电网电能随机匹配交易方法的流程示意图。
[0024] 图2为本发明的随机匹配交易市场组成示意图。
[0025] 图3为本发明的电能总供给和总需求曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图 和【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实 施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0027] 在本发明中，将微电网各运营主体当作独立的市场参与者在市场中购买或者出售 电能，卖方与买方提前上报价格和交易量，市场运营者将各卖方与买方进行随机匹配，匹配 成功的买卖双方退出交易市场，未匹配成功的进行下一轮随机匹配，每一轮匹配需要交纳 一定的市场参与费用。市场关闭后，仍未成功匹配的卖方或者买方需要与大电网进行交 易。其特征是买卖双方具有自由竞价权，可以根据交易参数、历史交易情形或预测供用电量 自主选择报价和交易量，以获得较高收益，市场每一轮匹配调整双方的竞价价格以保证匹 配成功率，市场运营者可以根据供需电量平衡情形调节价格等市场参数来调控市场交易， 最终使得各运营主体均获得较高收益，电能资源优化配置，微电网系统安全、稳定运行。请 参阅图1，本发明微电网电能随机匹配交易方法包括如下步骤：（1)大电网决定下一时间周 期的购售电价和每个微电网所允许的最大购售电量，下发给各微电网（市场运营者）；(2) DER，用户和Prosumer (市场参与者）分别将价格供需信息上报给市场运营者；（3)市场运 营者制定、计算市场各项参数，下发给各市场参与者，宣布随机匹配交易市场开启；(4)市 场参与者分别决定购售电量，自主选择合适的竞价策略，上报给市场运营者；(5)市场运营 者将随机匹配交易结果下发至各市场参与者，随机匹配交易市场关闭；(6)各市场参与者 接收并服从随机匹配交易结果；(7)各市场运营者上报电网所需购电量或售电量，开始进 行实时电能交易；(8)实时交易结束，根据与随机匹配交易量差异进行误差补偿清算，同时 对于DER实际发电量进行价格补贴。
[0028] 请参阅图2,以卖方身份参与市场出售电能的有光伏、风电、微型燃气