一种基于风险节点电价的互联电力系统分散协同调度方法与流程

本发明属于电力市场风险调度研究领域，具体涉及一种基于风险节点电价的互联电力系统分散协同调度方法。
背景技术：
：我国最新发布的《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》表明，建设更开放、公平的电力市场将是中国电改的重要发展方向。我国目前已形成华北、华中、华东、东北、西北、南方互联的电力格局。随着电力需求的持续增长和可再生能源的不断渗入，传统的集中式调度方法将面临建模精度低、求解速度慢等问题。在此背景下，分散式的电力调度策略应运而生，它通过区域分解将大规模调度问题分解为几个较小的子问题进行求解，有效地提升了计算效率，使得互联电力系统的实时快速调度成为可能。目前，国家电网所采用的均是基于确定性调度原则，往往忽略了电力系统运行过程中存在的不确定性风险，无法给出经济、安全及风险统筹协调的调度控制策略。风险调度考虑了包括负荷随机波动、线路故障停运、恶劣灾害天气在内的多种不确定性因素对电力系统可靠性的影响，是传统确定性调度方法的有益发展。基于风险的机组组合以及基于风险的经济调度均通过控制故障后的线路潮流和系统风险水平，能够获得更佳的电力系统运行方式，包括发电机组启停计划和出力计划。节点电价理论作为市场机制下的一种有效出清手段，在国际上被广泛使用，包括纽约ISO、加州ISO、新西兰均依此进行市场出清。传统的集中管制出清方式下，各个区域电网作为调度计划的被动接受者，无法作为独立的电力产消者存在，无法发挥区域电网间的电力交易能力。因此，需要研究一种基于风险节点电价的互联电网分散协同风险调度方法，以适应电力市场的不断发展。在提高调度决策效率的同时，保证系统的低风险运行。技术实现要素：针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于风险节点电价的互联电网分散协同风险调度方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：步骤1、将互联电力系统分解为多个具有电力交易能力的区域子系统；分解后的多个区域子系统的类型包括互联类型Ⅰ、互联类型Ⅱ和互联类型Ⅲ；设置区域子系统中各线路的负载风险指标阈值，并初始化区域子系统间联络线传输功率为零；步骤2、各区域子系统调度中心根据最新的联络线传输功率值，求解本区域子系统基于风险的安全约束经济调度问题，获取各公共链接点上的风险节点电价；步骤3、比较相邻区域子系统在耦合公共链接点上是否拥有相同的风险节点电价；若所有连接至同一公共链接点的区域子系统在该公共链接点上拥有相同的电价，则进入步骤6；否则，进入步骤4；步骤4、区域子系统的调度中心重新计算此时辖区内公共链接点风险节点电价随联络线功率的变化曲线，并将其发送给相邻区域子系统；步骤5、各区域子系统的调度中心通过比较自身与其相邻区域子系统的风险节点电价曲线，获取此时的联络线传输功率值；调整联络线传输功率值以平衡耦合公共链接点上的风险节点电价；进入步骤2开始下一次的迭代；所述的比较风险节点电价曲线：通过寻求各区域子系统与其相邻区域子系统所在耦合公共链接点上风险节点电价曲线的相交点实现；步骤6、迭代结束，得到最终的调度计划。所述的风险节点电价定义为节点上单位负荷需求的增加引起的系统运行费用增量，风险节点电价能够通过对基于风险的安全约束经济调度模型的拉格朗日函数求偏导得到，其计算方法为：RLMPj=∂Γ/∂PDj=λ1+λ1(∂Loss/∂PDj)-Σl=1NLλ2lHl-j=λ1+λ1(∂Loss/∂PDj)+(Σl=1NLμ2lHl-j-Σl=1NLμ1lHl-j)-Σl=1NLτlPrlamlHl-j/Flmax]]>所述的风险节点电价包括四个部分，依次分为能量价格λ1、网损价格拥塞价格和风险价格其中，μ1l、μ2l为安全约束拉格朗日乘子，新引入的风险价格由功率分布传输因子Hl-j、线路强迫停运率Prl、线路风险指标对负载率的微增率aml、风险约束拉格朗日乘子τl以及线路传输容量Flmax相乘除得到。步骤1所述的互联类型Ⅰ、互联类型Ⅱ和互联类型Ⅲ，分别对应有协同策略，具体如下：互联类型Ⅰ：对于仅存在单一公共链接点的三区域星型互联电力系统，在每次迭代中随机地选取两个区域子系统，通过调整联络线传输功率值使该两个区域子系统的公共链接点上的风险节点电价一致，直至所有的三个区域子系统在公共链接点上拥有相同的节点电价；互联类型Ⅱ：对于存在两个公共链接点的三区域线型互联电力系统，首先调整A、B两区域子系统间的联络线传输功率值以平衡公共链接点的风险节点电价；B区域子系统向相邻的C区域子系统提供另一个公共链接点Ⅱ最新的电价曲线，并进行公共链接点Ⅱ上风险节点电价的平衡；在公共链接点Ⅱ的节点电价达到平衡后，A、B区域子系统进入下一次的联络线传输功率值平衡；如此类推，直至相邻区域子系统在耦合公共链接点上的风险节点电价相同，则循环结束；互联类型Ⅲ：对于存在三个公共链接点的三区域环型互联电力系统，依次平衡区域子系统A&B、B&C、A&C的联络线传输功率值，循环进行，直至连接至同一公共链接点的不同区域子系统在该公共链接点上拥有相同的风险节点电价；且每次调整联络线传输功率值之前，每个区域子系统的调度中心需从相邻的区域子系统获取公共链接点上最新的节点电价曲线，并在每次平衡结束后将最新的联络线功率和节点电价曲线返回给相邻区域子系统的调度中心。本发明有益效果如下：本发明一方面采用分散协同策略，能够将各区域系统作为独立的电力产消者对待，以符合未来电力系统去中心化的发展趋势。另一方面采用基于风险节点电价的调度方法，以实现互联电力系统经济性、安全性、风险性的“三赢”。附图说明图1为本发明中互联类型Ⅰ、互联类型Ⅱ和互联类型Ⅲ对应的示意图。图2为本发明流程图。具体实施方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。如图1和2所示，一种基于风险节点电价的互联电网分散协同风险调度方法，具体实现步骤如下：步骤1、将互联电力系统分解为多个具有电力交易能力的区域子系统。分解后的多个区域子系统的类型包括互联类型Ⅰ(星型互联)、互联类型Ⅱ(线型互联)和互联类型Ⅲ(环型互联)，参看图1；设置区域子系统中各线路的负载风险指标阈值，并初始化区域子系统间联络线传输功率为零。步骤2、各区域子系统调度中心根据最新的联络线传输功率值，求解本区域子系统基于风险的安全约束经济调度(RB-SCED)问题，获取各公共链接点上的风险节点电价。所述的风险节点电价定义为节点上单位负荷需求的增加引起的系统运行费用增量，风险节点电价能够通过对基于风险的安全约束经济调度模型的拉格朗日函数求偏导得到，其计算方法为：RLMPj=∂Γ/∂PDj=λ1+λ1(∂Loss/∂PDj)-Σl=1NLλ2lHl-j=λ1+λ1(∂Loss/∂PDj)+(Σl=1NLμ2lHl-j-Σl=1NLμ1lHl-j)-Σl=1NLτlPrlamlHl-j/Flmax]]>所述的风险节点电价包括四个部分，依次分为能量价格λ1、网损价格拥塞价格和风险价格其中，μ1l、μ2l为安全约束拉格朗日乘子，新引入的风险价格由功率分布传输因子Hl-j、线路强迫停运率Prl、线路风险指标对负载率的微增率aml、风险约束拉格朗日乘子τl以及线路传输容量Flmax相乘除得到。步骤3、比较相邻区域子系统在耦合公共链接点上是否拥有相同的风险节点电价。若所有连接至同一公共链接点的区域子系统在该公共链接点上拥有相同的电价，则进入步骤6。否则，进入步骤4。步骤4、区域子系统的调度中心重新计算此时辖区内公共链接点风险节点电价随联络线功率的变化曲线，并将其发送给相邻区域子系统。步骤5、各区域子系统的调度中心通过比较自身与其相邻区域子系统的风险节点电价曲线，获取此时的联络线传输功率值。调整联络线传输功率值以平衡耦合公共链接点上的风险节点电价。进入步骤2开始下一次的迭代。所述的比较风险节点电价曲线：通过寻求各区域子系统与其相邻区域子系统所在耦合公共链接点上风险节点电价曲线的相交点实现。步骤6、迭代结束，得到最终的调度计划。参看图1，本发明针对步骤1所述的互联类型Ⅰ(星型互联)、互联类型Ⅱ(线型互联)和互联类型Ⅲ(环型互联)，提出了相应的协同策略，具体如下：互联类型Ⅰ(星型互联)：对于仅存在单一公共链接点的三区域星型互联电力系统，在每次迭代中随机地选取两个区域电网，通过调整联络线传输功率值使该两个区域电网的公共链接点上的风险节点电价一致，直至所有的三个区域子系统在公共链接点上拥有相同的节点电价。互联类型Ⅱ(线型互联)：对于存在两个公共链接点的线型互联电力系统，首先调整A、B两区域电网间的联络线功率以平衡公共链接点1(PCC1)的风险节点电价。B区域向相邻的C区域提供公共链接点2(PCC2)最新的电价曲线，并进行公共链接点2上风险节点电价的平衡。在公共链接点2的节点电价达到平衡后，A、B区域进入下一次的功率平衡。如此类推，直至相邻区域子系统在耦合公共链接点上的风险节点电价相同，则循环结束。互联类型Ⅲ(环型互联)：对于存在三个公共链接点的三区域环型互联电力系统，依次平衡区域A&B、B&C、A&C的联络线传输功率值，循环进行直至连接至同一公共链接点的不同区域电网在该点上拥有相同的风险节点电价。在每次调整联络线传输功率值之前，每个区域子系统的调度中心需从相邻的区域子系统获取公共链接点上最新的节点电价曲线，并在每次平衡结束后将最新的联络线功率和节点电价曲线返回给相邻区域子系统的调度中心。当前第1页1 2 3