10两级电力市场环境下计及风险的省间交易商最优购电模型

Source

参考文章:

两级电力市场环境下计及风险的省间交易商最优购电模型—郭立邦(电网技术2019)

主要内容:

为进一步推动电力市场建设,促进电力资源大范围优化配置,我国正逐步建成包含省间与省内电力交易的两级电力市场。在两级电力市场建设初期,省级电力公司作为省间交易商代理省内用户参与省间电力交易。同时,省级电力交易中心组织省内电力交易满足省内用户的电力需求。为充分
利用省内外的电力资源,省间交易商应综合决策其所在省在省间电力交易的购电需求。为此,提出了一种双层非线性优化模型,将省内电力市场和省间电力交易的出清分别作为模型的上下层问题。同时,考虑到新能源与负荷的不确定性带来的市场风险,运用CVaR(conditional value-at-risk)方法,将上层问题转化为计及风险的多目标优化问题。再利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论,将上述非线性双层问题转化为线性单层问题。最后,为验证该模型的有效性,引入我国某省省间交易商作为案例进行仿真分析。

部分程序:

%% 参数设定
P_G=sdpvar(5,24); %省内发电机组的出清电能,分别为火电、水电、光伏发电、风电、气电
P_IP_D=sdpvar(1,24); %省间交易商在省间市场的购电量
P_R=sdpvar(5,24); %省内发电机组的备用容量
P_IP_G_A=sdpvar(5,24); %送端省A的各个发电机组的出清电能
P_IP_G_B=sdpvar(5,24); %送端省B的各个发电机组的出清电能
P_IP_G_C=sdpvar(5,24); %送端省C的各个发电机组的出清电能
lambda=sdpvar(1,24); %下层等式约束的对偶变量
miu_1_max=sdpvar(3,24); %式(11)的上限对偶变量
miu_1_min=sdpvar(3,24); %式(11)的下限对偶变量
miu_2_A_max=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省A中发电机组的上限对偶变量
miu_2_A_min=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省A中发电机组的下限对偶变量
miu_2_B_max=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省B中发电机组的上限对偶变量
miu_2_B_min=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省B中发电机组的下限对偶变量
miu_2_C_max=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省C中发电机组的上限对偶变量
miu_2_C_min=sdpvar(5,24); %式(12)中的送端省C中发电机组的下限对偶变量
v1=binvar(3,24); %辅助布尔变量
v2=binvar(3,24);
v3_A=binvar(5,24);
v4_A=binvar(5,24);
v3_B=binvar(5,24);
v4_B=binvar(5,24);
v3_C=binvar(5,24);
v4_C=binvar(5,24);
xi=sdpvar(1,1); %省内市场运行成本的VaR值
chi=sdpvar(1,1); %非负辅助变量
M=1e6;
%上层优化模型的约束条件
C=[C,
   sum(P_G(1:5,:))+P_IP_D-P_D==0, %电力平衡约束
   sum(P_R(1:5,:))-0.05*P_D>=0, %备用容量约束
   -0.1*46350<=P_G(1,2:24)-P_G(1,1:23)<=0.1*46350, %火电机组的爬坡约束
   -0.5*12500<=P_G(2,2:24)-P_G(2,1:23)<=0.5*12500, %水电机组的爬坡约束
   -8000<=P_G(3,2:24)-P_G(3,1:23)<=8000, %光伏发电的爬坡约束
   -4000<=P_G(4,2:24)-P_G(4,1:23)<=4000, %风电的爬坡约束
   -0.3*7040<=P_G(5,2:24)-P_G(5,1:23)<=0.3*7040, %气电的爬坡约束
   0.5*46350<=P_G(1,:)+P_R(1,:)<=46350, %火电机组的出力约束
   0.1*12500<=P_G(2,:)+P_R(3,:)<=12500, %水电机组的出力约束
   0<=P_G(3,:)+P_R(3,:)<=8000, %光伏发电的出力约束
   0<=P_G(4,:)+P_R(4,:)<=4000, %风电的出力约束
   0<=P_G(3,:)+P_R(3,:)<=P_pv, %光伏发电的出力约束
   0<=P_G(4,:)+P_R(4,:)<=P_wp, %风电的出力约束
   0.3*7040<=P_G(5,:)+P_R(5,:)<=7040, %气电机组的出力约束
  ];
C=[C,P_G(1:5,:)>=0,P_R(1:5,:)>=0,P_IP_D>=0,]; %所有上层决策变量非负性约束
%下层问题的KKT条件
%原下层问题的等号约束条件
C=[C,(1-0.07)*sum(P_IP_G_A(1:5,:))+(1-0.065)*sum(P_IP_G_B(1:5,:))+(1-0.015)*sum(P_IP_G_C(1:5,:))==P_IP_D,]; %省间联络线电力平衡约束

输出结果: