[发明专利]考虑线路传输安全的电力市场集中式出清方法及装置

权利要求书

1.一种考虑线路传输安全的电力市场集中式出清方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：构建集中式的电力市场结构；

步骤二：根据构建的电力市场结构建立集中式的电力市场出清优化模型，所述集中式的电力市场出清优化模型包括使社会总体福利最大化的目标函数和约束条件；

步骤三：根据建立的电力市场出清优化模型执行集中式的电力市场出清机制；

所述步骤一中，电力市场包括市场主体和配电网设施，其中市场主体包括电网、配备智能电表的发电商、柔性负荷商，所述配电网设施包括用于电能传输的配电网络设备、用于信息交换的通讯网络设备；发电商的集合记为柔性负荷商的集合记为并假设发电商和柔性负荷商均只与电网进行信息交换，各发电商将自己的出力、各柔性负荷商将自己的需求分别上报给电网；然后，电网建立所述步骤二中的集中式电力市场出清优化模型并进行求解；最后，电网公布出清结果，各市场主体执行交易方案；

所述步骤二中，所述目标函数为：

其中，p_i表示发电商i的发电量，p_dj表示柔性负荷商j的需求量，C_i(p_i)是发电商i的发电成本，与发电量p_i成二次函数关系，a_i、b_i、c_i是其成本系数，U_j(p_dj)是柔性负荷商j购电所产生的效用，β_j和θ_j是柔性负荷商j的效用函数的参数，T是考虑线路传输安全裕度的安全成本；所述约束条件包括发电商和柔性负荷商的约束条件：

其中，公式(4)为发电商i的有功出力约束，p_i分别表示发电商i的有功出力上、下限，公式(5)为柔性负荷商j的需求约束，p_dj分别表示柔性负荷商j的需求上、下限，公式(4)和公式(5)仅考虑发电商的总发电量可以满足负荷需求的情形；

所述约束条件还包括线路传输安全约束条件：

P_GD＝B·θ (6)

P_ij≤(1-m_ij)P_ij，max (8)

其中，公式(6)为配电网节点安全约束，

表示各节点的注入功率，B为节点电纳矩阵，θ为电压相角向量，θ_i表示节点i处的电压相角；公式(7)和(8)为配电网线路安全约束，X_ij表示线路i-j的阻抗，P_ij表示线路i-j的潮流，P_ij，max表示线路i-j的潮流上限；公式(9)为节点功率平衡约束，表示线路i-j上的损耗，m_ij表示线路i-j的安全裕度，取值范围为0～100％，Lⁱ表示电力系统中节点i的所有相邻节点；

所述步骤三中，集中式的电力市场出清过程为：

1)各发电商将自己的有功出力上、下限p_i上报给电网；

2)各柔性负荷商预测自身需求量，并将需求量上、下限p_dj上报给电网；

3)电网收集各发电商和柔性负荷商上报的信息，根据公式(1)-(9)求解优化问题，得到并公布出清结果，各市场主体执行交易方案，出清过程结束。

2.一种考虑线路传输安全的电力市场集中式出清装置，其特征在于：包括

电力市场结构构建模块，用于构建集中式的电力市场结构；

所述电力市场包括市场主体和配电网设施，其中市场主体包括电网、配备智能电表的发电商、柔性负荷商，所述配电网设施包括用于电能传输的配电网络设备、用于信息交换的通讯网络设备；发电商的集合记为柔性负荷商的集合记为并假设发电商和柔性负荷商均只与电网进行信息交换，各发电商将自己的出力、各柔性负荷商将自己的需求分别上报给电网；然后，电网建立所述步骤二中的集中式电力市场出清优化模型并进行求解；最后，电网公布出清结果，各市场主体执行交易方案；

出清优化模型建立模块，用于根据构建的电力市场结构建立集中式的电力市场出清优化模型，所述集中式的电力市场出清优化模型包括使社会总体福利最大化的目标函数和约束条件；

所述目标函数为：

其中，pi表示发电商i的发电量，p_dj表示柔性负荷商j的需求量，C_i(p_i)是发电商i的发电成本，与发电量p_i成二次函数关系，a_i、b_i、c_i是其成本系数，U_j(p_dj)是柔性负荷商j购电所产生的效用，β_j和θ_j是柔性负荷商j的效用函数的参数，T是考虑线路传输安全裕度的安全成本；所述约束条件包括发电商和柔性负荷商的约束条件：

其中，公式(4)为发电商i的有功出力约束，p_i分别表示发电商i的有功出力上、下限，公式(5)为柔性负荷商j的需求约束，p_dj分别表示柔性负荷商j的需求上、下限，公式(4)和公式(5)仅考虑发电商的总发电量可以满足负荷需求的情形；

所述约束条件还包括线路传输安全约束条件：

P_GD＝B·θ (6)

P_ij≤(1-m_ij)P_ij，max (8)

其中，公式(6)为配电网节点安全约束，

表示各节点的注入功率，B为节点电纳矩阵，θ为电压相角向量，θ_i表示节点i处的电压相角；公式(7)和(8)为配电网线路安全约束，X_ij表示线路i-j的阻抗，P_ij表示线路i-j的潮流，P_ij，max表示线路i-j的潮流上限；公式(9)为节点功率平衡约束，表示线路i-j上的损耗，m_ij表示线路i-j的安全裕度，取值范围为0～100％，L_i表示电力系统中节点i的所有相邻节点；

出清模块，用于根据建立的电力市场出清优化模型执行集中式的电力市场出清机制，集中式的电力市场出清过程为：

1)各发电商将自己的有功出力上、下限p_i上报给电网；

2)各柔性负荷商预测自身需求量，并将需求量上、下限p_dj上报给电网；

3)电网收集各发电商和柔性负荷商上报的信息，根据公式(1)-(9)求解优化问题，得到并公布出清结果，各市场主体执行交易方案，出清过程结束。