一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法及装置与流程

1.本发明涉及电力交易技术领域，尤其涉及一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法及装置。


背景技术：

2.电力市场的交易模式按照交易时间维度可分为中长期交易和现货交易两种，中长期电力市场可以通过“物理”或“金融”执行中长期合约电量的方式与现货市场衔接，其中物理执行方式是指在不违背电网安全运行约束的前提下，对中长期合约电量的分解曲线予以物理执行，并通过现货交易对系统的偏差电量进行调整。在中长期合约物理执行背景下，可能存在某些机组由于中长期合约电量分解到日而必须出力的情况，使得这些机组在现货市场中具备市场力，但常见的市场力监测手段如关键供应商测试、报价行为测试和价格影响测试均难以监测该情况下的机组市场力。如何识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，成为采用中长期合约物理执行的电力市场亟需解决的一大问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法及装置，能够识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，有利于采用中长期合约物理执行的电力市场进行有效的市场力监测及市场管控。
4.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法，包括步骤：s1、从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对所述被测试机组的日分解电量进行优化，得到所述被测试机组的最小日分解电量；s2、根据所述被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到所述被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和所述被测试机组的绝对出力指标，得到所述被测试机组的电量分配倾斜指标；s3、重复步骤s1~s2直至所有所述机组均已被测试，根据所有所述被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果。
5.进一步地，所述电网安全运行约束包括合约电量总量平衡约束、机组状态约束、机组出力上下限约束、机组爬坡速率约束、线路传输容量约束。
6.进一步地，所述绝对出力指标为：；其中，为基于所述被测试机组k的最小日分解电量的每小时平均出力功率，
，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为所述被测试机组k在时段t的日分解电量，为所述被测试机组k的日分解电量；、分别表示被测试机组k在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
7.进一步地，所述机组合约执行进度约束包括机组合约执行进度均衡约束、机组合约执行进度最大偏差约束。
8.进一步地，所述电量分配倾斜指标为：；其中，为所述绝对出力指标；，为所述被测试机组k截至d日对合约电量已执行的月执行比例，为所有所述被测试机组截至d日对合约电量已执行的月执行比例的平均数，n为所有所述被测试机组的数量。
9.第二方面，本发明一实施例提供一种中长期电力市场下的机组市场力监测装置，包括：日分解电量优化模块，用于从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对所述被测试机组的日分解电量进行优化，得到所述被测试机组的最小日分解电量；监测指标获取模块，用于根据所述被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到所述被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和所述被测试机组的绝对出力指标，得到所述被测试机组的电量分配倾斜指标；市场力监测模块，用于在日分解电量优化模块和监测指标获取模块重复以上操作直至所有所述机组均已被测试后，根据所有所述被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果。
10.进一步地，所述电网安全运行约束包括合约电量总量平衡约束、机组状态约束、机组出力上下限约束、机组爬坡速率约束、线路传输容量约束。
11.进一步地，所述绝对出力指标为：；其中，为基于所述被测试机组k的最小日分解电量的每小时平均出力功率，
，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为所述被测试机组k在时段t的日分解电量，为所述被测试机组k的日分解电量；、分别表示被测试机组k在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
12.进一步地，所述机组合约执行进度约束包括机组合约执行进度均衡约束、机组合约执行进度最大偏差约束。
13.进一步地，所述电量分配倾斜指标为：；其中，为所述绝对出力指标；，为所述被测试机组k截至d日对合约电量已执行的月执行比例，为所有所述被测试机组截至d日对合约电量已执行的月执行比例的平均数，n为所有所述被测试机组的数量。
14.本发明的实施例，具有如下有益效果：通过从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组的日分解电量进行优化，得到被测试机组的最小日分解电量，根据被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组的绝对出力指标，得到被测试机组的电量分配倾斜指标，重复以上操作直至所有机组均已被测试，根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果，完成机组市场力监测。相比于现有技术，本发明的实施例提出两个中长期电力市场下的机组市场力监测指标，即绝对出力指标和电量分配倾斜指标，通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小，同时通过电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，为市场运营机构识别重点关注机组提供了基础，从而能够识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，有利于采用中长期合约物理执行的电力市场进行有效的市场力监测及市场管控。
附图说明
15.图1为本发明第一实施例中的一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法的流程示意图；图2为本发明第一实施例中的一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法的数据流图；
图3为本发明第二实施例的一种中长期电力市场下的机组市场力监测装置的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明中的附图，对本发明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做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。
17.需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。
18.如图1所示，第一实施例提供一种中长期电力市场下的机组市场力监测方法，包括步骤：s1、从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组的日分解电量进行优化，得到被测试机组的最小日分解电量；s2、根据被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组的绝对出力指标，得到被测试机组的电量分配倾斜指标；s3、重复步骤s1~s2直至所有机组均已被测试，根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果。
19.如图2所示，作为示例性地，在步骤s1中，假设电力市场内共有n台持有中长期合约的机组，其中任一机组的编号为i，i=1,2,
…
,n，从所有机组中选择一台机组作为被测试机组，被测试机组的编号为k，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组k的日分解电量进行优化，得到被测试机组k的最小日分解电量，即：；其中，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为被测试机组k在时段t的日分解电量，为被测试机组k的日分解电量。
20.在步骤s2中，根据被测试机组k的最小日分解电量，以及被测试机组k的最大出力功率和最小出力功率等运行参数，得到被测试机组k的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组k的绝对出力指标，得到被测试机组k的电量分配倾斜指标。
21.在步骤s3中，不断重复步骤s1~s2直至所有机组已被测试，得到所有被测试机组k的绝对出力指标和电量分配倾斜指标，根据所有被测试机组k的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到市场力监测结果。
22.本实施例提出两个中长期电力市场下的机组市场力监测指标，即绝对出力指标和
电量分配倾斜指标，通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小，同时通过电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，为市场运营机构识别重点关注机组提供了基础，从而能够识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，有利于采用中长期合约物理执行的电力市场进行有效的市场力监测及市场管控。
23.在优选的实施例当中，电网安全运行约束包括合约电量总量平衡约束、机组状态约束、机组出力上下限约束、机组爬坡速率约束、线路传输容量约束。
24.在本实施例的一优选实施方式中，对于所有机组，有如下电网安全运行约束：所有机组的合约电量总量保持平衡，合约电量总量平衡约束为：；其中，为机组i在时段t的出力功率；为合约电量满足负荷需求的预设系数；为所有机组截至d日的合约分解电量之和。
25.机组在检修期间不承担分配合约电量，机组状态约束为：；机组的出力功率应该处于其出力功率上下限的范围之内，机组出力上下限约束为：；其中，、分别表示机组i在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
26.机组上爬坡或下爬坡均应满足爬坡速率要求，机组爬坡速率约束为：机组上爬坡或下爬坡均应满足爬坡速率要求，机组爬坡速率约束为：；；；其中，为机组i的最大上爬坡速率，为机组i的最大下爬坡速率；线路传输容量约束为：线路传输容量约束为：；其中，为线路l的潮流传输极限；为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；为联络线j所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；m为系统的节点数量；为节点m对线路l的发电机输出功率转移分布因子；为节点m在时段t的母线负荷值；、分别为线路l的正、反向潮流松弛变量。
27.在优选的实施例当中，绝对出力指标为：
；其中，为基于被测试机组k的最小日分解电量的每小时平均出力功率，，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为被测试机组k在时段t的日分解电量，为被测试机组k的日分解电量；、分别表示被测试机组k在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
28.本实施例通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，能够监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小。
29.在优选的实施例当中，机组合约执行进度约束包括机组合约执行进度均衡约束、机组合约执行进度最大偏差约束。
30.在本实施例的一优选实施方式中，有如下机组合约执行进度约束：对于任一机组i，机组合约执行进度均衡约束为：；；；其中，为机组i的月度合约总电量，d为执行机组市场力测算当日日期，为截至d日，机组i已执行的月度合约电量，为机组i在d+1日需执行的月度合约电量；机组合约执行进度均衡约束的含义是计入d+1日月度合约电量分配结果的机组合约进度的方差应小于控制阈值，可描述为：；其中，为n台机组合约进度的方差阈值，可根据历史各机组合约进度的方差设定，为n台机组合约进度的方差，即：；
；；其中，为截至d+1日，机组i已执行的月度合约电量，为机组i月度合约总电量；为截至d+1日，n台机组的月度合约电量执行比例的平均数。
31.对于所有机组，机组合约执行进度最大偏差约束为：；；其中，为截至d+1日，被测试机组k的月度合约电量执行比例，为截至d+1日，所有机组的平均月度合约电量执行比例，为机组合约执行进度偏差阈值，初期可设置为5%。
32.在优选的实施例当中，电量分配倾斜指标为：；其中，为所述绝对出力指标；，为所述被测试机组k截至d日对合约电量已执行的月执行比例，为所有被测试机组截至d日对合约电量已执行的月执行比例的平均数，n为所有被测试机组的数量。
33.可以理解的是，，。
34.本实施例通过电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，能够为市场运营机构识别重点关注机组提供基础。
35.在优选的实施例当中，所述根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果，具体为：分别按照所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标从大到小的顺序对所有机组进行排列，以最大绝对出力指标对应的机组作为最大市场力的机组，以最大电量分配倾斜指标对应的机组作为最大概率完
整均衡地执行合约的机组。
36.作为示例性地，按照所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标从大到小的顺序对所有机组进行排列，并进行如下分析：（1）绝对出力指标反映了机组/电厂因为中长期合约分配的要求而导致的市场力大小，绝对出力指标越大则说明调度机构在次日运行中分配给该机组的日分解电量越多，机组也具备更多的市场力；（2）电量分配倾斜指标反映了机组在当月剩下时间内的被分配更多电量的可能性，电量分配倾斜指标越大说明调度机构为尽可能保障合约的完成度和执行均衡，在当月剩下时间内分配给该机组/电厂的电量越多。
37.在本实施例的一优选实施方式中，在所述根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果之前，还包括：剔除绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标小于预设测试阈值的被测试机组。
38.作为示例性地，对于每一被测试机组，判断被测试机组的绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标是否小于预设测试阈值，若是，则认为该被测试机组不存在市场力问题，剔除该被测试机组，若否，则认为该被测试机组存在市场力问题，保留该被测试机组进行市场力监测。
39.本实施例通过剔除绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标小于预设阈值的被测试机组，能够只对存在市场力问题的机组进行市场力监测，提高市场力监测效率。
40.如图3所示，第二实施例提供一种中长期电力市场下的机组市场力监测装置，包括：日分解电量优化模块21，用于从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组的日分解电量进行优化，得到被测试机组的最小日分解电量；监测指标获取模块22，用于根据被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组的绝对出力指标，得到被测试机组的电量分配倾斜指标；市场力监测模块23，用于在日分解电量优化模块21和监测指标获取模块22重复以上操作直至所有机组均已被测试后，根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果。
41.作为示例性地，通过日分解电量优化模块21，假设电力市场内共有n台持有中长期合约的机组，其中任一机组的编号为i，i=1,2,
…
,n，从所有机组中选择一台机组作为被测试机组，被测试机组的编号为k，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组k的日分解电量进行优化，得到被测试机组k的最小日分解电量，即：；其中，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为被测试机组k在时段t的日分解电量，为被测试机组k的日分解电量。
42.通过监测指标获取模块22，根据被测试机组k的最小日分解电量，以及被测试机组k的最大出力功率和最小出力功率等运行参数，得到被测试机组k的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组k的绝对出力指标，得到被测试机组k的电量分配倾斜指标。
43.通过市场力监测模块23，在日分解电量优化模块21和监测指标获取模块22重复以上操作直至所有机组已被测试，得到所有被测试机组k的绝对出力指标和电量分配倾斜指标，根据所有被测试机组k的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到市场力监测结果。
44.本实施例提出两个中长期电力市场下的机组市场力监测指标，即绝对出力指标和电量分配倾斜指标，通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小，同时通过电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，为市场运营机构识别重点关注机组提供了基础，从而能够识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，有利于采用中长期合约物理执行的电力市场进行有效的市场力监测及市场管控。
45.在优选的实施例当中，电网安全运行约束包括合约电量总量平衡约束、机组状态约束、机组出力上下限约束、机组爬坡速率约束、线路传输容量约束。
46.在本实施例的一优选实施方式中，对于所有机组，有如下电网安全运行约束：所有机组的合约电量总量保持平衡，合约电量总量平衡约束为：；其中，为机组i在时段t的出力功率；为合约电量满足负荷需求的预设系数；为所有机组截至d日的合约分解电量之和。
47.机组在检修期间不承担分配合约电量，机组状态约束为：；机组的出力功率应该处于其出力功率上下限的范围之内，机组出力上下限约束为：；其中，、分别表示机组i在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
48.机组上爬坡或下爬坡均应满足爬坡速率要求，机组爬坡速率约束为：机组上爬坡或下爬坡均应满足爬坡速率要求，机组爬坡速率约束为：；；；其中，为机组i的最大上爬坡速率，为机组i的最大下爬坡速率；线路传输容量约束为：
；其中，为线路l的潮流传输极限；为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；为联络线j所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；m为系统的节点数量；为节点m对线路l的发电机输出功率转移分布因子；为节点m在时段t的母线负荷值；、分别为线路l的正、反向潮流松弛变量。
49.在优选的实施例当中，绝对出力指标为：；其中，为基于被测试机组k的最小日分解电量的每小时平均出力功率，，t为日分解曲线的时段，，t为日分解曲线的时段数，为每一时段的时长，为被测试机组k在时段t的日分解电量，为被测试机组k的日分解电量；、分别表示被测试机组k在时段t的最大出力功率和最小出力功率。
50.本实施例通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，能够监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小。
51.在优选的实施例当中，机组合约执行进度约束包括机组合约执行进度均衡约束、机组合约执行进度最大偏差约束。
52.在本实施例的一优选实施方式中，有如下机组合约执行进度约束：对于任一机组i，机组合约执行进度均衡约束为：；；；其中，为机组i的月度合约总电量，d为执行机组市场力测算当日日期，为截至d日，机组i已执行的月度合约电量，为机组i在d+1日需执行的月度合约电量；
机组合约执行进度均衡约束的含义是计入d+1日月度合约电量分配结果的机组合约进度的方差应小于控制阈值，可描述为：；其中，为n台机组合约进度的方差阈值，可根据历史各机组合约进度的方差设定，为n台机组合约进度的方差，即：；；；其中，为截至d+1日，机组i已执行的月度合约电量，为机组i月度合约总电量；为截至d+1日，n台机组的月度合约电量执行比例的平均数。
53.对于所有机组，机组合约执行进度最大偏差约束为：；；其中，为截至d+1日，被测试机组k的月度合约电量执行比例，为截至d+1日，所有机组的平均月度合约电量执行比例，为机组合约执行进度偏差阈值，初期可设置为5%。
54.在优选的实施例当中，电量分配倾斜指标为：；其中，为所述绝对出力指标；，为所述被测试机组k截至d日对合约电量已执行的月执行比例，为所有被测试机组截至d日对合约电量已执行的
月执行比例的平均数，n为所有被测试机组的数量。
55.可以理解的是，，。
56.本实施例通过电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，能够为市场运营机构识别重点关注机组提供基础。
57.在优选的实施例当中，所述根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果，具体为：分别按照所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标从大到小的顺序对所有机组进行排列，以最大绝对出力指标对应的机组作为最大市场力的机组，以最大电量分配倾斜指标对应的机组作为最大概率完整均衡地执行合约的机组。
58.作为示例性地，按照所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标从大到小的顺序对所有机组进行排列，并进行如下分析：（1）绝对出力指标反映了机组/电厂因为中长期合约分配的要求而导致的市场力大小，绝对出力指标越大则说明调度机构在次日运行中分配给该机组的日分解电量越多，机组也具备更多的市场力；（2）电量分配倾斜指标反映了机组在当月剩下时间内的被分配更多电量的可能性，电量分配倾斜指标越大说明调度机构为尽可能保障合约的完成度和执行均衡，在当月剩下时间内分配给该机组/电厂的电量越多。
59.在本实施例的一优选实施方式中，在所述根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果之前，还包括：剔除绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标小于预设测试阈值的被测试机组。
60.作为示例性地，通过市场力监测模块23，对于每一被测试机组，判断被测试机组的绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标是否小于预设测试阈值，若是，则认为该被测试机组不存在市场力问题，剔除该被测试机组，若否，则认为该被测试机组存在市场力问题，保留该被测试机组进行市场力监测。
61.本实施例通过市场力监测模块23，剔除绝对出力指标和/或电量分配倾斜指标小于预设阈值的被测试机组，能够只对存在市场力问题的机组进行市场力监测，提高市场力监测效率。
62.综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：通过从所有机组中选择一机组作为被测试机组，基于电网安全运行约束，以最小化日分解电量作为目标函数对被测试机组的日分解电量进行优化，得到被测试机组的最小日分解电量，根据被测试机组的最小日分解电量和运行参数，得到被测试机组的绝对出力指标，并根据机组合约执行进度约束和被测试机组的绝对出力指标，得到被测试机组的电量分配倾斜指标，重复以上操作直至所有机组均已被测试，根据所有被测试机组的绝对出力指标和电量分配倾斜指标进行市场力监测，得到机组市场力监测结果，完成机组市场力监测。本发明的实施例提出两个中长期电力市场下的机组市场力监测指标，即绝对出力指标和电量分配倾斜指标，通过绝对出力指标比较由于中长期合约物理执行造成的机组必须出力大小，监测机组在现货市场由中长期合约电量分解带来的机组市场力大小，同时通过
电量分配倾斜指标反映中长期合约执行进度所要求的具备市场力的机组，为市场运营机构识别重点关注机组提供了基础，从而能够识别并量化由中长期合约电量分解造成的机组市场力，有利于采用中长期合约物理执行的电力市场进行有效的市场力监测及市场管控。
63.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。
64.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read
‑
only memory，rom）或随机存储记忆体（random access memory，ram）等。