本技术介绍了一种适用于电力现货市场的梯级水电出力边界等效方法,属于水电调度技术领域。该方法首先构建梯级发电量最值模型,通过求解模型得到日电量边界,进而将梯级发电量最值模型中的变量转换为等效边界,实现对梯级水电出力的有效管理和优化。
背景技术
我国有世界最大规模水电,南方电网是全球也是我国水电统调装机规模最大的区域电网,四川、云南也是水电居主导地位的电网,如何实现包含世界最大规模水电的现货出清,是我国新电改亟待解决的关键问题。水电参与现货出清的难点在于水电站数目成百上千、机组数以万计,需要对水电站、机组的水位与库容的函数关系、下游尾水位与发电流量的函数关系、机组动力特性曲线等物理参数进行数字映射,需要建模机组开停机、出力爬坡、生态、通航、水力滞时、跟踪负荷曲线等复杂约束,由此产生了规模非常庞大的等式和不等式约束。对于通常采用混合整数规划求解的现货出清问题,这将导致出清问题异常困难,难以出清或者出清结果不可行,是国际上包含水电出清难的关键所在。 因此,如何等效、高效处理复杂约束条件就成为南方电网网、云南电网、四川电网现货出清的关键问题。因此,如何在市场出清模型中兼顾梯级水电物理特性,突破复杂水电系统大规模、高维、时空耦合等建模障碍,实现各种物理关系的高效建模和高效出清,满足水电出清实用化需求,是水电参与电力市场的关键基础问题,也是本发明旨在解决的核心问题。
基于现有文献和技术资料,为解决上述问题,工程和学术界形成了如下几种建模模式:一是水电站自调度模式,即在市场机制中不考虑水力约束,由水电站自主决定机组出力过程。例如北欧电力市场,要求在报量报价时考虑自身物理特性,由水电站自行决定发电计划。然而,这一模式在实践中需要水电在现货市场中不断调整竞价和发电策略,与我国电力市场改革思路和市场成熟程度不符。二是简化考虑水电特性,该类模型将水电发电函数简化为线性函数,从而简化出清模型的数学结构。该类建模方法由于过于简化而导致计算结果出现较大误差,进而易造成所出清的发电合约难以执行,出现结构性弃水或缺电等现象。三是精细化考虑水电特性,该类模型在出清算法中精细化构建了水电的非线性发电特性,该模型解决了出清结果的精度问题,但造成以混合整数规划模型表示的出清模型的约束数急剧增加,出清模型求解效率显著下降,因而在实际工程中一般难以直接应用,我国现货试运行的实践中也证明了这一点。
鉴于此,本发明公开了一种适用于电力现货市场出清的梯级水电出力边界等效方法,并已在南方区域电力现货市场试运行中进行实际应用,实践证明本发明可以在出清模型中规避较为复杂的非凸约束结构,并大幅降低约束条件数量,将各水电站电量边界进一步分解为出力边界。
实现思路