[发明专利]考虑现货市场竞价空间的水电站中长期交易计划分解方法

权利要求书

1.一种考虑现货市场竞价空间的水电站中长期交易计划分解方法，其特征在于，步骤如下：

(1)目标函数的构建：兼顾各流域梯级间合约分解公平性，以余留现货竞价空间均衡化作为梯级水电站中长期交易计划分解模型的目标，其函数表达式如下：

式中：F为各流域梯级对于竞价空间调整程度之和；α_i为流域梯级i的调整竞价空间的权重，为保证公平性，均取相同的正实数；I为系统内流域梯级个数；f_i为流域梯级i对于竞价空间波动程度的调整水平，采用方差表示；T为分解周期时段总数；C_t为t时段对应梯级水电系统的模拟负荷，由预测的系统总负荷扣除系统内火电、风电、光伏电和部分水电所占空间后得到；B_i,t为t时段仅由流域梯级i对系统负荷调整之后的余留负荷；为B_i,t在整个分解周期内T个时段的平均值；为流域梯级i中水库j在t时段分解的合同电量对应的出力，为决策变量；J_i为流域梯级i内的水库个数；

(2)交易计划执行度控制约束的构建：基于电力市场结算规则中各电站实际发电量和交易计划电量的偏差考核标准，确定中长期合同的完成偏差裕度，建立交易计划执行度控制约束，表达式如下：

式中：以各水库为调度单元，为流域梯级i中水库j在t时段分解的合同电量；Δ_t为对应的时段长；E_i,j为流域梯级i水库j的月尺度交易计划总电量；δ为合同完成的偏差裕度，根据结算规则设置，用来控制各个电站之间中长期交易计划具有相近的完成率；

由步骤(1)和步骤(2)共同构成梯级水电站中长期交易计划分解模型；

(3)计算梯级水电站中长期交易计划分解模型所需数据并输入模型：

第一步，通过计算获取待分解的中长期交易计划电量；根据水电调度单元和电力市场中交易单元的对应关系，将交易单元的成交结果通过三种方式计算形成调度单元的中长期交易计划电量，具体如下：

1)若一个交易单元对应一个调度单元，则交易单元累计中标电量即为调度单元交易计划电量；

2)若多个交易单元对应一个调度单元，则多个交易单元累计中标电量之和为调度单元交易计划电量；

3)若一个交易单元对应多个调度单元，则交易单元累计中标电量为多个调度单元的交易计划电量之和，需按照预先设置的分解比例，分解至单一的调度单元，作为单一调度单元的交易计划电量；

第二步，通过预测获取合同待交割月份以日为尺度的整月系统负荷并扣除系统内火电、风电、光伏电和部分水电所占空间作为梯级水电模拟负荷，通过预测获取各水电站合同待交割月份的逐日来水；预测方法均采用现有时间序列预测分析方法中的累积式自回归移动平均模型；

第三步，通过实际资料获取各电站调度期初始水位，通过电站基础资料获取梯级水电站的运行的特征参数和曲线；

第四步，将第一步～第三步中获得的数据输入梯级水电站中长期交易计划分解模型；

(4)模型求解：采用非线性规划方法求解梯级水电站中长期交易计划分解模型，优化得到各流域梯级各水库在调度周期各时段分解的合同电量对应的出力，即得到各水电站的中长期交易计划分级方案以及水库的调度计划。

2.根据权利要求1所述的一种考虑现货市场竞价空间的水电站中长期交易计划分解方法，其特征在于，步骤(1)中的目标函数满足的水电运行约束条件包括：

1)水量及流量平衡约束

式中，分别为流域梯级i水库j在t时段的入库流量、出库流量、发电流量、弃水流量、区间流量，单位为m³/s；和分别表示电站m在t时段和t+1时段末库容，单位m³；Ω_i,j为流域梯级i水库j的直接上游水库集合，对于龙头水库Ω_i,j为空集，u属于集合Ω_i,j的元素；和分别为上游水库u在t时段的发电流量和弃水流量，单位为m³/s；

2)发电流量约束

式中，和分别为流域梯级i水库j在t时段的发电流量上限和下限，单位m³/s；

3)出库流量约束

式中，和为流域梯级i水库j在t时段的出库流量上限和下限，单位m³/s；

4)水位约束

式中，分别为流域梯级i水库j在t时段末的上游水位及其上、下限，单位m；为流域梯级i水库j允许的水位变幅；为其对应水库的月初的实际水位，单位m；为流域梯级i水库j在t+1时段末的上游水位，单位m；为流域梯级i水库j在调度周期的初始上游水位，单位m；

5)出力约束

式中，和分别为流域梯级i水库j在t时段的平均出力上限和下限，单位GW；

6)发电水头约束

式中,和分别为流域梯级i水库j在t时段的发电水头、尾水位和水头损失，单位均为m；为流域梯级i水库j在t-1时段末的上游水位，单位m；

7)水位库容约束

式中,f_i,j,zv(·)为流域梯级i水库j的水位库容关系函数，采用4次多项式进行拟合，表达式如下：

式中，α_k,i,j，k＝0,1,2,3,4，为水位库容拟合曲线参数；

8)尾水位泄流量约束

式中,f_i,j,zu(·)为流域梯级i水库j的尾水位泄量关系函数，采用4次多项式进行拟合，表达式如下：

式中，β_k,i,j，k＝0,1,2,3,4，为尾水位泄流量拟合曲线参数；

9)机组动力特性曲线约束

式中,f_i,j,phq(·)为流域梯级i水库j的出力与发电水头、发电流量之间的二元关系，采用平均动力特性予以替代，表达式如下：

式中，a_i,j为综合出力系数，单位为gw/(m³/s)/m；

步骤(1)中的目标函数满足的系统负荷约束条件包括：

G_t≥0 (28)

式中,G_t为余留的现货市场竞价空间，单位GW。