一种辅助服务市场竞价优化方法及系统

1.一种辅助服务市场竞价优化方法，应用于电力系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收查询请求；根据所述查询请求中的电力批发市场模式确定该模式对应的目标函数及约束条件；根据约束条件求解目标函数，得到辅助服务市场的中标电力和中标电价；当所述电力批发市场模式为分散式市场模式时，所述目标函数的表达式为：其中，t代表时段元素；j代表辅助服务类别，j＝1，2，3，4分别代表频率控制备用、自动频率恢复备用、人工频率恢复备用、替代备用；i表示发电机元素，i＝1，2，…，N；W i，j，t 代表发电机i在t时段对第j种辅助服务的中标容量；P i，j，t 为发电机i在t时段对第j种辅助服务的报价；所述约束条件包括容量约束，所述容量约束满足：辅助服务的中标容量不大于申报容量，通过下述公式表示：0≤W i，j，t ≤Q i，j，t其中，Q i，j，t 表示发电机i在t时段参与第j种辅助服务的申报容量；所述约束条件包括需求约束，所述需求约束满足：辅助服务的总中标容量不小于其需求容量，通过下述公式表示：其中，R j,t 表示t时段辅助服务类别j的需求容量；或者，所述需求约束满足：当所述电力批发市场模式为集中式市场模式时，所述目标函数的表达式为：其中，式中，i、t分别表示发电机组元素和时段元素；k表示发电机组电能量市场增量报价段元素；FC i,t 、SU i,t 、SD i,t 分别表示发电机组i的发电费用、启机费用以及停机费用；noloadcost i 表示发电机组i的空载成本，x i，t 表示发电机组i在t时段的运行状态，x i，t ＝1，x i，t ＝0分别表示发电机组处于在线运行状态和停机状态；SU i 表示发电机组i的启动成本，y i，t 表示发电机组i在t时段的启动状态，y i，t ＝1，y i，t ＝0分别表示发电机组处于正在启动状态和停机/运行状态；SD i 表示发电机组i的停机成本，z i，t 表示发电机组i在t时段的停机状态，z i，t ＝1，z i，t ＝0分别表示发电机组处于正在停机状态和停机/运行状态；g i，j，t 表示发电机组i在t时段的第k段出力水平，offer i，k，t 表示发电机组i在t时段的第k段电能量增量报价；g_res i，t 表示发电机组i在t时段的旋转备用中标量，AS_res i，t 表示发电机组i在t时段旋转备用报价； 表示发电机组i在t时段的调频容量中标量， 表示发电机组i在t时段的调频容量报价， 表示发电机组i在t时段的调频里程中标量， 表示发电机组i在t时段的调频里程报价；所述约束条件包括以下约束中至少一种：机组发电特性约束；网络拓扑约束；系统功率平衡约束；电能量市场约束；辅助服务市场约束；输电线路潮流约束；所述系统功率平衡约束需满足：在系统运行的任意时刻t，不考虑网损，系统所有发电机组的出力之和大于或等于系统负荷需求：输电约束需满足：线路潮流应不大于线路潮流允许极限：其中， 表示线路潮流允许下限； 表示线路潮流允许上限；s代表节点负荷元素；l代表输电线路元素；S代表节点负荷元素集合；GSF表示功率转移分布因子，GSF i,l 代表发电机组i的功率能够分配到输电线路l的比例；GSF s,l 代表节点负荷s的功率能够分配到输电线路l的比例；机组发电特性约束机包括以下约束中至少一种：爬坡率约束；运行状态约束；最短停机时间约束；最短运行时间约束；机组运行状态约束满足：发电机组在任意时刻t，只能处于停机、正在启机、运行、正在停机中的一个状态，通过下述公式表示：发电机组爬坡约束满足：机组在相邻两个时段的出力变化值应在其上下爬坡允许范围之内，具体公式如下：其中，RU i 、RD i 分别表示发电机组的最大上爬坡率和最大下爬坡率；I表示发电机元素集合；T表示时段元素集合；机组最短运行时间约束满足：发电机组处于在线运行时间应不小于其最短在线运行时间；该约束条件，须区分机组初始处于运行状态和机组在第n个时刻启机运行两种情形，具体公式如下：ξ i ＝max{min{T,(MU i -UP i，t＝o )·x i，t＝o }，0}其中，MU i 、UP i，t＝0 分别表示机组i的最短运行时间和初始时刻的已运行时长；机组最短停机时间约束是指发电机组处于停机状态的时间应不小于其最短停机时间，该约束也是针对于常规燃煤机组和核电机组；该约束区分机组初始处于停机状态和机组在第n个时刻停机两种情形，具体公式描述如下：η i ＝max{min{T,(MD i -DO i，t＝0 )·(1-x i，t＝0 )},0}其中，MD i 、DO i，t ＝0分别表示机组i的最短停机时间和初始时刻的已停机时长；所述电能量市场约束满足：发电机组在各个时段的实际出力水平为最小出力水平与各增量水平中标量之和，通过下述公式表示：0≤g i，k，t ≤g_max i，k其中，g_output i，t 表示发电机组i在t时段的出力水平；g_min i 表示发电机组i的最小技术出力；g_max i，k 表示发电机组i在第k段的最大出力。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助服务市场约束包括：出清的调频容量、旋转备用容量以及调频里程量需要满足条件：0≤g_res i，t ≤g_res_max i，t其中， 表示系统在t时段的调频总需求，R_res t 表示系统在t时段的旋转备用总需求，调频资源的响应时间快，相比旋转备用属于更高质量的辅助服务，因此在出清时可以替代旋转备用，反之不可以； 表示上一周的里程需求，m r 表示全系统单位调频容量可能会被调度的里程量与调频容量之比，m i 表示发电机组i的单位调频容量可能会被调度的里程量与调频容量之比，m r 和m i 根据上一周的历史调度数据计算得出， 表示发电机组i在t时段申报的调频容量，g_res_max i，t 表示发电机组i在t时段申报的旋转备用容量，g_max i 表示发电机组i的最大技术出力，发电机组出力水平、调频中标量以及旋转备用中标量之和不大于最大技术出力。 3.一种辅助服务市场竞价优化系统，应用于电力系统，其特征在于，所述系统包括：接收模块，用于接收查询请求；确定模块，用于根据所述查询请求中的电力批发市场模式确定该模式对应的目标函数及约束条件；解析模块，用于根据约束条件求解目标函数，得到辅助服务市场的中标电力和中标电价；返回模块，用于返回查询响应，所述查询响应包括所述辅助服务的中标电力和中标电价；当所述电力批发市场模式为分散式市场模式时，所述目标函数的表达式为：其中，t代表时段元素；j代表辅助服务类别，j＝1，2，3，4分别代表频率控制备用、自动频率恢复备用、人工频率恢复备用、替代备用；i表示发电机元素，i＝1，2，…，N；W i，j，t 代表发电机i在t时段对第j种辅助服务的中标容量；P i，j，t 为发电机i在t时段对第j种辅助服务的报价；所述约束条件包括容量约束，所述容量约束满足：辅助服务的中标容量不大于申报容量，通过下述公式表示：0≤W i，j，t ≤Q i，j，t其中，Q i，j，t 表示发电机i在i时段参与第j种辅助服务的申报容量；所述约束条件包括需求约束，所述需求约束满足：辅助服务的总中标容量不小于其需求容量，通过下述公式表示：其中，R j,t 表示t时段辅助服务类别j的需求容量；或者，所述需求约束满足：当所述电力批发市场模式为集中式市场模式时，所述目标函数的表达式为：其中，式中，i、t分别表示发电机组元素和时段元素；k表示发电机组电能量市场增量报价段元素；FC i,t 、SU i,t 、SD i,t 分别表示发电机组i的发电费用、启机费用以及停机费用；noloadcost i 表示发电机组i的空载成本，x i，t 表示发电机组i在t时段的运行状态，x i，t ＝1，x i，t ＝0分别表示发电机组处于在线运行状态和停机状态；SU i 表示发电机组i的启动成本，y i，t 表示发电机组i在t时段的启动状态，y i，t ＝1，y i，t ＝0分别表示发电机组处于正在启动状态和停机/运行状态；SD i 表示发电机组i的停机成本，z i，t 表示发电机组i在t时段的停机状态，z i，t ＝1，z i，t ＝0分别表示发电机组处于正在停机状态和停机/运行状态；g i，k，t 表示发电机组i在t时段的第k段出力水平，offer i，k，t 表示发电机组i在t时段的第k段电能量增量报价；g_res i，t 表示发电机组i在t时段的旋转备用中标量，AS_res i，t 表示发电机组i在t时段旋转备用报价； 表示发电机组i在t时段的调频容量中标量， 表示发电机组i在t时段的调频容量报价， 表示发电机组i在t时段的调频里程中标量， 表示发电机组i在t时段的调频里程报价；所述约束条件包括以下约束中至少一种：机组发电特性约束；网络拓扑约束；系统功率平衡约束；电能量市场约束；辅助服务市场约束；输电线路潮流约束；所述系统功率平衡约束需满足：在系统运行的任意时刻t，不考虑网损，系统所有发电机组的出力之和大于或等于系统负荷需求：输电约束需满足：线路潮流应不大于线路潮流允许极限：其中， 表示线路潮流允许下限； 表示线路潮流允许上限；s代表节点负荷元素；l代表输电线路元素；S代表节点负荷元素集合；GSF表示功率转移分布因子，GSF i,l 代表发电机组i的功率能够分配到输电线路l的比例；GSF s,l 代表节点负荷s的功率能够分配到输电线路l的比例；机组发电特性约束机包括以下约束中至少一种：爬坡率约束；运行状态约束；最短停机时间约束；最短运行时间约束；机组运行状态约束满足：发电机组在任意时刻t，只能处于停机、正在启机、运行、正在停机中的一个状态，通过下述公式表示：发电机组爬坡约束满足：机组在相邻两个时段的出力变化值应在其上下爬坡允许范围之内，具体公式如下：其中，RU i 、RD i 分别表示发电机组的最大上爬坡率和最大下爬坡率；I表示发电机元素集合；T表示时段元素集合；机组最短运行时间约束满足：发电机组处于在线运行时间应不小于其最短在线运行时间；该约束条件，须区分机组初始处于运行状态和机组在第n个时刻启机运行两种情形，具体公式如下：ξ i ＝max{min{T,(MU i -UP i，t＝0 )·x i，t＝0 }，0}其中，MU i 、UP i，t＝0 分别表示机组i的最短运行时间和初始时刻的已运行时长；机组最短停机时间约束是指发电机组处于停机状态的时间应不小于其最短停机时间，该约束也是针对于常规燃煤机组和核电机组；该约束区分机组初始处于停机状态和机组在第n个时刻停机两种情形，具体公式描述如下：η i ＝max{min{T,(MD i -DO i，t＝0 )·(1-x i，t＝0 )},0}其中，MD i 、DO i，t＝0 分别表示机组i的最短停机时间和初始时刻的已停机时长；所述电能量市场约束满足：发电机组在各个时段的实际出力水平为最小出力水平与各增量水平中标量之和，通过下述公式表示：0≤g i，k，t ≤g_max i，k其中，g_output i，t 表示发电机组i在t时段的出力水平；g_min i 表示发电机组i的最小技术出力；g_max i，k 表示发电机组i在第k段的最大出力。 4.一种辅助服务市场竞价优化系统，应用于电力系统，其特征在于，所述系统包括：处理器以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-2任一项所述的方法步骤。