计及多维度灵活性需求的容量市场撮合方法、系统及设备

本发明涉及电力，具体的是计及多维度灵活性需求的容量市场撮合方法、系统及设备。

背景技术：

1、构建以新能源为主体的新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态。在此背景下，系统的发电充裕度问题除了对于传统的机组容量的追求，同时也凸显了对于多维度灵活性的需求，尤其是多时间尺度的爬坡需求和调峰需求。国外英国、美国pjm等国家及地区引入容量市场作为解决保障系统发电充裕度问题的长效机制，但是尚未在其中考虑灵活性需求。因此如何衡量机组的在爬坡和调峰的调节能力，使得机组根据自身灵活性调节能力获取容量补偿成为一个亟待研究的问题。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供计及多维度灵活性需求的容量市场撮合方法、系统及设备。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：计及多维度灵活性需求的容量市场撮合方法，方法包括以下步骤：

3、接收历史数据，并计算容量市场目标容量和容量需求曲线；

4、利用历史数据计算系统多时间尺度爬坡容量需求系数和调峰需求系数；

5、接收容量相关参数，并且考虑多时间尺度灵活性需求约束条件和调峰需求约束条件，将容量相关参数及容量市场目标容量和容量需求曲线输入预先建立的以总剩余最大为目标的容量市场模型中，得到各个机组容量中标量及容量出清价格；

6、其中，所述容量相关参数包括：容量提供者的报价、容量申报上限、容量可信度、爬坡参数及调峰系数。

7、其中可选的，所述容量市场目标容量为：

8、relreq＝lp×(1+irm)×(1-s)-frr

9、式中，relreq为容量市场目标容量，lp、irm、s和frr分别为系统各分区的负荷峰值、备用率、系统强迫停运率、负荷自供应容量。

10、其中可选的，所述容量需求曲线为：

11、

12、式中，ρ,d分别为容量价格和容量；f1(d),f2(d),f3(d)分别为容量需求曲线上3段折线的容量与价格的线性函数；ax,bx,cx分别为容量需求曲线上3个关键点的横坐标，其中bx＝relreq，

13、其中可选的，所述系统多时间尺度爬坡容量需求系数的计算过程如下：

14、根据历史数据计算风电、光伏、负荷的爬坡量，计算公式如下所示：

15、

16、

17、

18、式中：分别为时间尺度τ下爬坡量；式中pw,t、ps,t、pd,t分别为风电、光伏、负荷在t时刻下的出力；n为对应在时间尺度τ对应的数据取值间隔；

19、计算15分钟、60分钟、2小时爬坡量的累计分布函数，设置置信区间η，计算得到此时爬坡量τ∈{15min,60min,120min}，最终得到各灵活性需求系数：

20、

21、

22、

23、式中：为时间分辨率为t时风电的灵活性需求系数，为时间分辨率为t时光伏的灵活性需求系数；为时间分辨率为t时负荷的灵活性需求系数；w,s分别为风电，光伏的装机容量，d为峰值负荷。

24、其中可选的，所述调峰需求系数具体计算方法为：

25、根据历史数据计算风电、光伏、负荷的调峰需求量，计算公式如下所示：

26、

27、

28、

29、式中：分别为风电在历史时期内的最大、最小出力；分别为光伏在历史时期内的最大、最小出力；分别为负荷在历史时期内的最大、最小出力；prw,prs,prd分别为风电、光伏、负荷的调峰需求量，计算调峰需求量的累计分布函数，设置置信区间η，计算得到此时调峰需求量prw,η，最终得到调峰需求系数等：

30、bw＝prw/w

31、bs＝prs/s

32、bd＝prd/d

33、式中：bw,bs,bd分别为风电、光伏、负荷的调峰需求系数。

34、其中可选的，所述以总剩余最大为目标的容量市场模型的目标函数为：

35、

36、式中，ci，ce，cm，cj分别为机组，储能，风电，光伏的容量报价；dl为容量需求曲线第l段的价格；gi,ee,wm,sj分别为机组、储能、风电、光伏的中标容量；dl为容量需求曲线第l段的出清容量。

37、其中可选的，所述以总剩余最大为目标的容量市场模型的约束条件为：

38、容量平衡约束

39、

40、式中：λ为容量平衡约束的拉格朗日乘子。

41、容量中标上下限约束

42、

43、

44、

45、

46、

47、式中，gi,max,ee,max,wm,max,sj,max分别为机组、储能、风电、光伏的容量申报上限；分别为机组、储能、风电、光伏的容量可信度；分别为机组容量申报上下限的拉格朗日乘子；分别为储能容量申报上下限的拉格朗日乘子；分别为风电容量申报上下限的拉格朗日乘子；分别为储能容量申报上下限的拉格朗日乘子；分别为负荷容量申报上下限的拉格朗日乘子；

48、爬坡能力供需平衡约束：

49、

50、爬坡能力需求约束：

51、

52、机组爬坡能力供需平衡约束：

53、fci,τ≤rri×tτ×gi:ξτ

54、

55、式中，fci,τ，fce,τ分别为在时间尺度τ下机组i、储能e能够提供的爬坡调节能力；frτ为在时间尺度τ下的爬坡需求；rri,rre分为机组i、储能e的爬坡系数；tτ为时间尺度；μτ为在时间尺度τ下爬坡能力供需平衡约束的拉格朗日乘子；πτ为在时间尺度τ下爬坡能力需求约束的拉格朗日乘子；ξτ、分别为在时间尺度τ下机组和储能机组爬坡能力供需平衡约束的拉格朗日乘子。

56、调峰能力供需平衡约束

57、

58、调峰能力需求约束

59、

60、机组调峰能力供需平衡约束：

61、pci≤psi×gi:θi

62、pce≤pse×ee:θe

63、式中：pci,τ，pce,τ分别为在时间尺度τ下机组i、储能e能够提供的调峰调节能力；pr为系统的调峰需求；psi，pse分别为机组i和储能机组e的调峰系数；ρ为调峰能力供需平衡约束的拉格朗日乘子；β为调峰能力需求约束的拉格朗日乘子；θi、θe分别为机组调峰能力供需平衡约束的拉格朗日乘子。

64、其中可选的，所述得到各个机组容量中标量及容量出清价格的计算公式如下：

65、

66、

67、

68、

69、

70、式中：分别为发电机、储能、风电、光伏及负荷侧的出清电价。

71、计及多维度灵活性需求的容量市场撮合系统，包括：

72、需求计算模块：用于接收历史数据，并计算容量市场目标容量和容量需求曲线；

73、系数计算模块：用于利用历史数据计算系统多时间尺度爬坡容量需求系数和调峰需求系数；

74、模型计算模块：用于接收容量相关参数，并且考虑多时间尺度灵活性需求约束条件和调峰需求约束条件，将容量相关参数及容量市场目标容量和容量需求曲线输入预先建立的以总剩余最大为目标的容量市场模型中，得到各个机组容量中标量及容量出清价格。

75、一种设备，包括：

76、一个或多个处理器；

77、存储器，用于存储一个或多个程序；

78、当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行，使得一个或多个所述处理器实现如上计及多维度灵活性需求的容量市场撮合方法。

79、本发明的有益效果：

80、本发明中计及了多时间尺度爬坡能力获取和调峰能力获取的容量市场模型，有效引导在不同时间尺度下具有爬坡能力和调峰能力的资源参与容量市场，通过容量市场价格引导，激励机组进行灵活性改造，引导系统内的灵活性机组和储能等灵活性资源的投建，增加系统整体的灵活性。本发明给出了在容量市场中计及多时间尺度爬坡能力和调峰能力获取的一种方式和方法，能够引导具有不同时间尺度爬坡能力和调峰能力的机组进行投资建设，提高系统整体的灵活性。