一种电力交易两阶段点对点出清方法及装置

1.本发明属于电力系统的市场交易技术领域，具体而言涉及一种电力交易两阶段点对点出清方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.电力系统的点对点交易出清是提高本地电能消纳能力的重要手段。公开号为专利cn114170013a、发明名称为《一种基于区块链的点对点能源系统交易方法》的中国专利申请，提出了一种基于区块链的点对点能源系统交易方法，利用智能合约计算交易出清结果，以实现能源交易的去中心化管理运行。该方法的缺点是，使用的交易出清智能合约没有充分考虑到电力用户的交易偏好，电力用户可能出于减碳等目标更倾向于与新能源发电商交易，但是专利中的方法并没有考虑到这一点，可能导致电力用户只与化石能源发电商交易，从而忽视了电力用户的交易偏好。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种电力交易两阶段点对点出清方法、装置、电子设备及存储介质，以克服已有技术的不足之处，在不依赖于历史交易数据的前提下，充分利用点对点电力交易出清的交易偏好性，高效给出近似最优的电力交易出清结果，在满足电力用户交易偏好的同时尽可能保证所有电力用户的收益最大化。
4.根据本发明的第一方面，提出了一种电力交易两阶段点对点出清方法，该方法具体过程如下：
5.建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
6.采用二次规划方法，求解上述优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
7.根据各电力用户的总出力，计算得到电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
8.与上述电力交易两阶段点对点出清方法相对应地，本发明的第二方面提出了种电力交易两阶段点对点出清装置，包括：
9.模型建立模块，用于建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
10.模型求解模块，用于求解计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
11.计算模块，根据各电力用户的总出力，计算得到电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
12.根据本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
13.存储器，用于存储计算机可执行的指令；
14.处理器，所述处理器被配置依次执行：
15.建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
16.采用二次规划方法，求解优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
17.根据各电力用户的总出力，求出电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
18.根据本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机依次执行：
19.建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
20.采用二次规划方法，求解优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
21.根据各电力用户的总出力，求出电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
22.本发明提出的电力交易两阶段点对点出清方法、装置、电子设备及存储介质，其特点及有益效果在于：
23.本发明方法首先忽略了电力交易中的双边交易项，将双边交易问题降维后可以快速求出电力系统中各电力用户的总出力，然后考虑电力用户点对点交易的交易偏好，根据交易偏好计算得到所有点对点交易的交易优先级，求出所有点对点交易的交易出清结果。本方法可以在不依赖于历史交易数据的前提下，比较高效的求出接近最优交易结果的交易初值，并且可以推广应用到电碳联合点对点交易领域中。本发明方法不但可用于点对点电力交易出清，还可应用于电碳联合点对点交易出清等场景。
24.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显然，下面描述中的附图仅仅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。
26.图1是本发明实施例的电力交易两阶段点对点出清装置的结构示意图。
具体实施方式
27.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的一个实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.根据本发明第一方面提出的电力交易两阶段点对点出清方法，可以包括以下步骤：
29.步骤(一)，建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力pn的优化模型。
30.在本发明的一个实施例中，忽略了双边交易偏好项，以电力系统中各电力用户的总成本最小为优化模型的目标函数：
[0031][0032]
其中下标n代表电力用户编号，ω代表所有电力用户组成的集合，pn代表电力用户n的总出力，an，bn，dn分别为用户n的成本函数的二次项、一次项和常数项系数，由电力用户自行设定；
[0033]
优化模型的约束条件包括：
[0034]
(a)电力用户出力范围约束：
[0035][0036]
其中，pn和分别代表电力用户n的出力下限和出力上限；
[0037]
(b)电力系统线路功率范围约束：
[0038][0039]
其中，下标l代表电力系统中线路编号，f
l
和分别代表线路l上的功率下限和功率上限，g
ln
代表线路l上的功率相对于电力用户n的出力的灵敏度，可以从电力调度中心处获取，l代表电力系统所有线路组成的集合。
[0040]
步骤(二)，采用二次规划方法，求解步骤(一)的优化模型，分别得到电力系统各电力用户的总出力pn。本发明实施例中采用的二次规划方法，可参见清华大学出版社于2005出版的教材，名称为：“最优化理论与算法”，作者陈宝林。
[0041]
步骤(三)，根据步骤(二)的各电力用户的总出力pn，计算得到电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
[0042]
本发明的一个实施例中，计算得到电力交易中各笔点对点交易的交易电量的过程如下：
[0043]
(3-1)初始化时，将所有点对点交易的交易电量设置为0：
[0044]
p
nm
＝0，n∈ω，m∈ωn[0045]
其中，ωn代表电力用户n中进行电力交易用户组成的集合，m代表与电力用户n进行电力交易的用户的编号，p
nm
代表电力用户n卖给电力用户m的交易电量；
[0046]
(3-2)计算所有点对点交易的优先级参数：
[0047]
δc
nm
＝c
nm-c
mn
，n∈ω
p
，∈ωc[0048]
其中，ω
p
代表所有售电用户组成的集合，ωc代表所有购电用户组成的集合，c
nm
代表电力用户n对电力用户m的点对点交易偏好参数，由电力用户自行设定，c
mn
代表电力用户m对电力用户n的点对点交易偏好参数，由电力用户自行设定，δc
nm
代表电力用户n与电力用户m之间的点对点交易的优先级参数；
[0049]
(3-3)对所有点对点交易的优先级参数{δc
nm
|n∈ω
p
，m∈ωc}按照从小到大的顺序进行排序：
[0050][0051]
其中，ni和mi代表电力用户ni与电力用户mi之间的点对点交易优先级排名为第i项，代表排序后的优先级参数中的第i项；
[0052]
(3-4)设置优先级别i＝1，
[0053]
(3-5)从步骤(2)的电力系统各电力用户的总出力中分别检素到电力用户ni和电力用户mi的总出力和
[0054]
(3-6)分别对和进行判断，如果且则转到步骤(3-6)；若或则转到步骤(3-9)；
[0055]
(3-7)根据电力用户ni和电力用户mi的总出力和计算电力用户ni和电力用户mi之间的交易电量计算式如下：
[0056][0057][0058]
(3-8)根据步骤(3-7)的交易电量对电力用户ni和用户mi的总出力和的交易电量进行更新如下：
[0059][0060][0061]
(3-9)对优先级别i进行判断，若i＜|ω
p
|
·
|ωc|，则令i＝i 1，重复步骤(3-5)-步骤(3-8)，直到i＝|ω
p
|
·
|ωc|，得到所有点对点交易的交易电量{p
nm
|n∈ω
p
，m∈ωc}，实现电力交易两阶段点对点出清。
[0062]
本发明方法首先忽略双边交易项，将原始的高维点对点交易问题降维后快速求出电力用户的总出力，然后考虑电力用户点对点交易的交易偏好，根据交易偏好计算得到所有点对点交易的交易优先级，求出所有点对点交易的交易出清结果。本发明方法不但可用于电力点对点交易出清，还可应用于电碳联合点对点交易出清等场景。本方法可以在不依赖于历史交易数据的前提下，充分利用点对点交易的交易偏好性，高效给出近似最优的点对点交易出清结果。
[0063]
与上述电力交易两阶段点对点出清方法相对应地，本发明的第二方面提出了电力交易两阶段点对点出清装置，其结构如图1所示，包括：
[0064]
模型建立模块，用于建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
[0065]
模型求解模块，用于求解计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
[0066]
计算模块，根据各电力用户的总出力，计算得到电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
[0067]
根据本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
[0068]
存储器，用于存储计算机可执行的指令；
[0069]
处理器，所述处理器被配置依次执行：
[0070]
建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
[0071]
采用二次规划方法，求解优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
[0072]
根据各电力用户的总出力，求出电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
[0073]
根据本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储
介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机依次执行：
[0074]
建立一个计算电力交易两阶段出清中各个电力用户的总出力的优化模型；
[0075]
采用二次规划方法，求解优化模型，分别得到电力系统中各电力用户的总出力；
[0076]
根据各电力用户的总出力，求出电力交易中各笔点对点交易的交易电量，实现电力交易两阶段点对点出清。
[0077]
本发明提出一种高效的两阶段点对点电力交易出清方法，下面结合具体实施方式进一步说明如下。
[0078]
需要说明的是，本发明的实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(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)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，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。通用处理器可以是微处理器，或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述电力交易两阶段点对点出清方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储所述操作系统在运行应用程序过程中所创建的数据等。此外，所述存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(smart media card，smc)、安全数字(secure digital，sd)卡、闪存卡(flash card)、至少一个磁盘的存储器件或闪存器件。
[0079]
基于这样的理解，本公开实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，readonly memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本公开提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0080]
以上所述是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本公开的保护范围。