一种省间计划电量曲线分解方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明属于电力市场技术领域，特别涉及一种省间计划电量曲线分解方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.省间中长期(示例性的，年度、月度等)计划电量主要用于保障清洁能源消纳、机组供热和安全运行所需的调节性发电、跨省跨区资源配置等需求以及不参与市场的居民、农业、重要公用事业及公益性用电等优先购电用户的正常用电，发电侧电源出力和购电省份电力用户的负荷特性存在较大差异。
3.现有的中长期计划电量多采用基于电量比例或按典型分解曲线的方法进行曲线分解，主要考虑发电侧的出力特性，这使得电力曲线的分解结果不能兼顾不同购电省购电用户的负荷特性，容易带来不平衡资金；其次，由于在年度、月度等长时间周期上难以准确预测省间优先发电的清洁能源，导致中长期计划临时调整时往往又碰到通道受限的情况。
4.综上，如何确保省间优先发电计划优先合理的占用通道，兼顾发电侧、购电侧的实际需求，降低不平衡资金，是亟需研究解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种省间计划电量曲线分解方法、系统、设备及介质，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的方法，基于预构建的曲线分解模型进行逐级曲线分解，充分考虑了发电侧电源特性、购电侧负荷特性以及通道上剩余可用输电容量，分解结果更贴合发用两侧实际运行情况。
6.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明第一方面提供的一种省间计划电量曲线分解方法，包括以下步骤：
8.获取预设计划电量；
9.采用预构建的曲线分解模型对所述预设计划电量进行逐级分解，实现省间计划电量曲线分解；其中，所述预构建的曲线分解模型以分解获得的曲线与发用两侧的需求曲线的偏差惩罚成本最小为优化目标，以预设约束条件进行求解。
10.本发明方法的进一步改进在于，所述优化目标的表达式为，
[0011][0012]
式中，表示售电侧市场主体o在t时段上分解值与理想值的第l段正偏差；表示售电侧市场主体o在t时段上分解值与理想值的第l段负偏差；表示购电侧市场主体d在t时段上分解值与理想值的第l段正偏差；表示购电侧市场主体d在t时段上分解值与理想值的第l段负偏差；t表示分解时段，n表示分解时段总数；λ
l
表示针对售电侧偏差的第l段惩罚权重系数；γ
l
表示针对购电侧偏差第l段惩罚权重系数。
[0013]
本发明方法的进一步改进在于，所述逐级分解包括年度分解到月、月度分解到日和日分解到时段中的一种或多种；
[0014]
其中，所述年度分解到月中，t为1至12个月；所述月度分解到日中，t为月的每一天；所述日分解到时段中，t为24时段或者96时段。
[0015]
本发明方法的进一步改进在于，所述以预设约束条件进行求解中，预设约束条件包括分解总量约束、通道约束、偏差分段约束和偏差定义约束中的一种或多种。
[0016]
本发明方法的进一步改进在于，
[0017]
所述分解总量约束的表达式为，
[0018][0019]
式中，s表示输入的分解总电量，v(t)表示每个时段上分解优化值，factor表示转换系数；
[0020]
所述通道约束的表达式为，
[0021]
v(t)≤atc(t)，
[0022]
式中，atc(t)表示剩余可用输电能力；
[0023]
所述偏差分段约束的表达式为，
[0024][0025][0026][0027][0028]
式中，式中，表示售电侧市场主体o在t时段的正偏差；表示售电侧市场主体o在t时段的正偏差；表示购电侧市场主体d在t时段的负偏差；表示购电侧市场主体d在t时段的负偏差；l表示总的偏差段数；
[0029]
所述偏差定义约束的表达式为，
[0030][0031][0032]
式中，po(t)、pd(t)分别表示售电侧、购电侧在t时段的输入的预测数据。
[0033]
本发明方法的进一步改进在于，所述逐级分解包括年度分解到月、月度分解到日和日分解到时段中的一种或多种；
[0034]
其中，所述年度分解到月中，s为年度计划电量，v(t)为输出的每月分解电量，factor为1，atc(t)为输入的通道每月剩余输电电量，po(t)、pd(t)分别为售电侧、购电侧每月预测电量；
[0035]
所述月度分解到日中，s为月的计划电量，v(t)为输出的每日分解电量，factor为1，atc(t)为月的每日剩余输电电量，po(t)、pd(t)分别为售电侧、购电侧每日预测电量；
[0036]
所述日分解到时段中，s为该日的计划电量，v(t)为输出的每日的24点计划电力，factor为1，atc(t)为该日24点的剩余可用输电容量，po(t)、pd(t)分别为售电侧、购电侧24点预测电量；或者，s为该日的计划电量，v(t)为输出的每日的96点计划电力，factor为0.25，atc(t)为该日96点的剩余可用输电容量，po(t)、pd(t)分别为售电侧、购电侧96点预测电量。
[0037]
本发明方法的进一步改进在于，所述以预设约束条件进行求解中，求解采用的方法为线性规划方法。
[0038]
本发明第二方面提供的一种省间计划电量曲线分解系统，包括：
[0039]
获取模块，用于获取预设计划电量；
[0040]
分解模块，用于采用预构建的曲线分解模型对所述预设计划电量进行逐级分解，实现省间计划电量曲线分解；其中，所述预构建的曲线分解模型以分解获得的曲线与发用两侧的需求曲线的偏差惩罚成本最小为优化目标，以预设约束条件进行求解。
[0041]
本发明第三方面提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明任一项上述省间计划电量曲线分解方法的步骤。
[0042]
本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明任一项上述省间计划电量曲线分解方法的步骤。
[0043]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0044]
本发明具体提供了一种省间中长期计划电量曲线优化分解方法，在曲线分解时，充分考虑发电侧电源特性、购电侧的负荷特性和通道上剩余可用输电容量，通过逐级分解使分解逐步细化，更贴合发用两侧实际运行情况；另外，在省间优发优购计划曲线分解中充分考虑购售两侧电力需求的，有利于是发用两侧更加匹配，减少不平衡资金。
[0045]
本发明方法中，提出了充分考虑购售两侧电力需求的省间优发优购计划曲线分解模型，充分分析各类优发电源的出力特性，分析购电侧市场主体的购电负荷峰谷特性，同时考虑省间输电通道可用输送容量，以分解曲线与发用两侧需求曲线的偏差惩罚成本最小为目标进行优化分解，提高计划分解曲线与电源侧、负荷侧曲线的吻合度，有利于减少不平衡资金。具体的，提出的优化模型适用于年度、月度、日三级分解，通过设定不同的系数可使优化模型能够实现年度、月度、日三级分解。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]
图1是本发明实施例的一种考虑购售侧需求特性的省间计划电量曲线分解方法的流程示意图；
[0048]
图2是本发明实施例中，省间计划电量逐步细化分解流程示意图；其中，图2中(a)为年度分解到月的示意图；图2中(b)为月度分解到日的示意图；图2中(c)为日分解到时段的示意图；
[0049]
图3是本发明实施例的一种考虑购售侧需求特性的省间计划电量曲线分解系统的示意图。
具体实施方式
[0050]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0051]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0052]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0053]
对比例1
[0054]
现货市场启动后，为了确保各地现货市场建设稳妥推进，目前仅放开部分电量进入现货市场，出现计划与市场双轨运行的情况。在省间中长期市场中，省间中长期计划电量曲线分解未充分考虑发用双侧的出力特性，带来部分不平衡资金，给电力市场的正常有序运行造成困扰。
[0055]
实施例1
[0056]
请参阅图1，本发明实施例的一种省间计划电量曲线分解方法，包括以下步骤：
[0057]
获取预设计划电量；
[0058]
采用预构建的曲线分解模型对所述预设计划电量进行逐级分解，实现省间计划电量曲线分解；其中，所述预构建的曲线分解模型以分解获得的曲线与发用两侧的需求曲线的偏差惩罚成本最小为优化目标，以预设约束条件进行求解。
[0059]
本发明实施例提供的技术方案中，在曲线分解时，充分考虑发电侧电源特性、购电侧的负荷特性和通道上剩余可用输电容量，通过逐级分解使分解逐步细化，更贴合发用两侧实际运行情况；另外，在省间优发优购计划曲线分解中充分考虑购售两侧电力需求的，有
利于是发用两侧更加匹配，减少不平衡资金。
[0060]
示例性优选的，本发明实施例中预构建的曲线分解模型的优化计算的步骤具体包括：基于第三方商用的优化引擎，以分解曲线与发用两侧需求曲线的偏差惩罚成本最小为目标，考虑分解总量约束、通道约束、偏差定义约束、偏差分段等约束，采用线性规划方法进行求解。
[0061]
实施例2
[0062]
为了实现省间优发优购计划电量的精细化曲线分解，充分分析各类优发电源的出力特性，分析购电侧市场主体的购电负荷峰谷特性，同时考虑省间输电通道可用输送容量，提高计划分解曲线与电源侧、负荷侧曲线的吻合度，并满足省间输电通道可用输送容量，满足物理执行的要求。针对省间中长期计划电量大部分都是清洁能源，风光水电都具有在长周期预测不准确的问题，本发明实施例提出了年度分解到月、月电量分解到日、日电量分解到时段的分解流程，逐步的细化省间中长期计划曲线，通过逐步分解，由于分解时间靠近实际运行时间，使得分解结果更贴合实际运行情况，分解流程如图2所示。
[0063]
请参阅图2中(a)，本发明实施例在每年年底，针对次年的计划电量进行年度分解，包括：输入政府下达的全年计划电量，针对发电侧电源的分月发电量进行预测，针对购电侧的用电电量需求进行预测，并考虑检修，计算省间输电通道每月剩余可用输电能力，输入以上数据，以分解电量尽可能匹配购售两侧需求为目标，进行优化计算，获得次年12个月的月度计划分解电量。
[0064]
请参阅图2中(b)，在每个月的月底，针对次月进行月度电量分解，包括：输入年度分解的月度电量，针对发用两侧进行次月每日电量预测，计算省间输电通道每日剩余可用输电能力，输入以上数据，以分解电量尽可能匹配购售两侧需求为目标，进行优化计算，获得次月每日的日计划分解电量。
[0065]
请参阅图2中(c)，其示出了日到时刻的分解流程；其中，根据省间中长期市场化交易的开展频度，在月底或者月内完成日电量分解到时段的工作。如果省间中长期市场化交易按月开展，则需要在月底之前完成日电量分解到时段的工作，如果省间中长期市场化交易可以在月内开展，则可以在月内完成日电量分解到时段的工作。
[0066]
对于图2示出的分解流程，其采用的分解优化模型具体解释如下：由于年度分解到月、月度分解到日和日分解到时段，考虑的相关因素比较相似，可以通过同一套思路原理的优化模型和优化方法来实现，针对个别不同的优化约束条件可以通过可配置的方式来实现。
[0067]
本发明实施例的分解优化模型的优化目标为，分解曲线与发用两侧需求曲线的偏差惩罚成本最小，表达式为，
[0068][0069]
式中，表示售电侧市场主体o在t时段上分解值与理想值的第l段正偏差；表示售电侧市场主体o在t时段上分解值与理想值的第l段负偏差；表示购电侧市场主体d在t时段上分解值与理想值的第l段正偏差；表示购电侧市场主体d在t时段上分解值与理想值的第l段负偏差。t表示分解时段，n表示分解时段总数。示例性的，在
年度分解到月中，t对应1到12个月；在月度分解到日中，t对应该月的每一天；在日分解到时段中，t对应24时段或者96时段。λ
l
表示针对售电侧偏差的第l段惩罚权重系数；γ
l
表示针对购电侧偏差第l段惩罚权重系数。解释性的，一般第1段偏差惩罚系数较小，最后一段偏差惩罚系数最大，这样可以实现所有市场主体偏差都尽可能较小的目标；如果希望分解结果倾向于匹配售电侧的预测曲线，则可以将相应的偏差惩罚权重系数设大，反之亦然。
[0070]
本发明实施例的分解优化模型的约束条件包括：分解总电量约束、通道约束、偏差分段约束和偏差定义约束的一种或多种。
[0071]
本发明实施例中，分解总电量约束的表达式为，式中，s表示输入的分解总电量。示例性的，在年度分解到月中，该参数对应输入的年度计划电量；在月度分解到日中，s对应该月的计划电量；在日分解到时段中，s对应该日的计划电量。v(t)表示每个时段上分解优化值，factor表示相应的转换系数。在年度分解到月中，v(t)对应输出的每月分解电量，factor为1；在月度分解到日中，v(t)对应该输出的每日分解电量，factor为1；在日分解到时段中，v(t)对应输出的每日的24点/96点计划电力，factor为1或0.25。
[0072]
本发明实施例中，通道约束表达式为，v(t)≤atc(t)，式中，atc(t)表示剩余可用输电能力。由于省间中长期电量计划大都指定了相关的输电通道，这里针对指定的通道计算其剩余可用输电能力。示例性的，在年度分解到月中，atc(t)对应输入的通道每月剩余输电电量；在月度分解到日中，atc(t)对应该月的每日剩余输电电量；在日分解到时段中，atc(t)对应该日24点/96点的剩余可用输电容量。
[0073]
本发明实施例中，偏差分段约束表达式为，
[0074][0075][0076][0077][0078]
式中，式中，表示售电侧市场主体o在t时段的正偏差；表示售电侧市场主体o在t时段的正偏差；表示购电侧市场主体d在t时段的负偏差；表示购电侧市场主体d在t时段的负偏差；l表示总的偏差段数。
[0079]
本发明实施例中，偏差定义约束的表达式为，
[0080]
[0081][0082]
式中，po(t)、pd(t)分别表示售电侧、购电侧在t时段的输入的预测数据。在年度分解到月中，po(t)、pd(t)分别对应售电侧、购电侧预测的分月电量，s表示输入的年度计划电量；在月度分解到日中，po(t)、pd(t)分别对应该月的每日预测电量，s表示输入的月度计划电量；在日分解到时段中，po(t)、pd(t)分别应该日24点/96点的预测电力，s表示输入的每日计划电量。
[0083]
本发明实施例示例性的结果发布包括：在每年年底，开展次年年度市场化交易之前，完成年度省间优发优购计划的月度电量分解，分解到次年12个月，发布次年12月的分解电量公告，并预估确定其对通道的最大占用容量；在每月月底，开展次月月度市场化交易之前，把月度省间优发优购计划的电量分级到日，并发布次月每日计划分解电量，并预估其对其对通道的最大占用容量；根据月内市场化交易开展的需要，在月内市场化交易开展之前，完成日计划电量分解到时段曲线的工作，并发布结果。本发明实施例提供技术方案的优点至少：1)在省间优发优购计划曲线分解中充分考虑购售两侧电力需求的，有利于是发用两侧更加匹配，减少不平衡资金；2)提出的优化模型适用于年度、月度、日三级分解，通过设定不同的系数，使优化模型能够实现年度、月度、日三级分解。本发明实施例中，提出了充分考虑购售两侧电力需求的省间优发优购计划曲线分解模型，充分分析各类优发电源的出力特性，分析购电侧市场主体的购电负荷峰谷特性，同时考虑省间输电通道可用输送容量，以分解曲线与发用两侧需求曲线的偏差惩罚成本最小为目标进行优化分解，提高计划分解曲线与电源侧、负荷侧曲线的吻合度，有利于减少不平衡资金。
[0084]
实施例3
[0085]
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。
[0086]
请参阅图3，本发明实施例的一种省间计划电量曲线分解系统，包括：
[0087]
获取模块，用于获取预设计划电量；
[0088]
分解模块，用于采用预构建的曲线分解模型对所述预设计划电量进行逐级分解，实现省间计划电量曲线分解；其中，所述预构建的曲线分解模型以分解获得的曲线与发用两侧的需求曲线的偏差惩罚成本最小为优化目标，以预设约束条件进行求解。
[0089]
实施例4
[0090]
本发明实施例中，提供一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于省间计划电量曲线分解方法的操
作。
[0091]
实施例5
[0092]
本发明实施例中，提供一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关省间计划电量曲线分解方法的相应步骤。
[0093]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0094]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0095]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0096]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0097]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。