具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提出了一种适应可再生能源配额指标完成的出清方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤1：获取各时刻各购电方按各电源类型申报的能源需求和需求价格曲线以及各发电企业按各电源类型申报的电力曲线和售电价格曲线；

步骤2：基于各时刻各购电方按各电源类型申报的能源需求和需求价格曲线以及各发电企业按各电源类型申报的电力曲线和售电价格曲线，对预先构建的电力市场出清模型进行求解，确定各购电方和各发电企业按各电源类型出清的成交电量和电价；

其中，所述电力市场出清模型基于各电源类型，考虑各购电方和各发电企业按各电源类型所确定的购电量约束、售电量约束以及电量平衡为约束，以各购电方和各发电企业按各购电方和各发电企业按照各电源类型出清的福利总和最大化为目标建立的。

所述步骤1中，申报的内容具体包括：

市场申报：

购电方(省间市场为购电省电网企业)申报：水电、非水可再生能源、其他常规能源电力需求和价格曲线。发电企业(省间市场为售电省电网企业代理)申报：水电、非水可再生能源、其他常规能源发电电力曲线和价格曲线。

通过精确区分电源类型，从而将非水可再生能源、水电精确卖给愿意为此出高价(意愿更强)的购电方，相比于“现有市场交易机制与模型”，进一步提升了社会福利。

所述步骤2中，预先构建的电力市场出清模型具体包括：

目标函数：最大化社会福利，即最大化：购电方各电源类型成交电量对应申报总电费-发电企业各电源类型成交电量对应申报总电费(-输电费用)。为简化讨论，本专利暂不考虑输电费用。即：

式中，分别为购电方i在每个报价段b出清的非水可再生能源、水电、非可再生能源电力，分别为其对应的价格。i＝1…I，共I个购电方；b＝1…B，共B个报价段(例如B取5、10)。分别为发电企业j在每个报价段s出清的非水可再生能源、水电、非可再生能源电力，分别为其对应的价格。j＝1…J，共J个发电企业；s＝1…S，共S个报价段(例如S取5、10)。

约束条件：约束条件包括各电源类型的购电量约束、售电量约束和功率平衡约束，具体如下：

1)购电量约束：

2)售电量约束：

3)功率平衡约束：

式中，分别为第i个购电方在第b个报价段申报的非水可再生能源的购电需求、水电的购电需求、非可再生能源电力的购电需求，分别为第j个发电企业在第s个报价段申报的非水可再生能源的售电需求、水电的售电需求、非可再生能源电力的售电需求。

所述步骤2中，求解电力市场出清模型具体为：

出清算法：目标函数(5)、约束条件(6)-(14)的电力市场出清模型为典型的线性规划，通过matlab等商用软件可高效求解。求解可得发电企业在每个报价段出清的非水可再生能源、水电、非可再生能源售电电力、购电方在每个报价段出清的非水可再生能源、水电、非可再生能源购电电力，以及社会福利(及目标函数值)。

本发明所提出的模型能够充分满足购电方对非水可再生能源、水电和非可再生能源的个性需求，为购电方提供了完成非水可再生能源配额指标、可再生能源配额指标的基础，保障可再生能源电力消纳责任权重政策能够有效发挥作用。

实施例2

(1)市场申报：

假设交易出清时间域为1h，时间域内含有四个时间周期，即0-15min、15-30min、30-45min和45-60min四个时间段。以省间电力市场集中竞价交易为例，假设发电企业数量为3，在每个时间段的申报电量、电价情况如下表所示：

表1发电企业a申报电量(单位：MW)

表2发电企业a申报电价(单位：元/kW)

表3发电企业b申报电量(单位：MW)

表4发电企业b申报电价(单位：元/kW)

表5发电企业c申报电量(单位：MW)

表6发电企业c申报电价(单位：元/kW)

假设购电省数量为4(购电方为购电省电网企业)，在每个时间段的申报电量、电价情况如下表所示：

表7购电省a申报电量(单位：MW)

表8购电省a申报电价(单位：元/kW)

表9购电省b申报电量(单位：MW)

表10购电省b申报电价(单位：元/kW)

表11购电省c申报电量(单位：MW)

表12购电省c申报电价(单位：元/kW)

表13购电省d申报电量(单位：MW)

表14购电省d申报电价(单位：元/kW)

从购电省市场申报情况来看，可刻画各购电省购电需求特征，即对非水可再生能源、水电和非可再生能源的偏好如下：

购电省a：对各类电源都有需求，愿意高价购买非水可再生能源；

购电省b：购买可再生能源意愿强，但不能接受较高价格，无煤电购电需求；

购电省c：以煤电为主，愿意高价购买非水可再生能源，无水电购电需求；

购电省d：对各类电源都有需求，但不愿意出付出更高成本购买可再生能源，对各类电源报价相同。

(2)出清结果：采用matlab的CVX工具箱，对市场出清模型进行求解，得到市场出清结果。由于售电省申报电价均低于发电企业申报电价，且发电企业在每时间周期的申报电量均远低于购电省购电需求，故发电企业申报电量全部出清。对于每个购电省的交易出清结果，如图2至图13所示。求解得到总社会福利为4.45万元。

(3)常规集中交易结果

为体现本专利所提出的“一种适应可再生能源配额指标完成的出清方法”的优势，采用不区分电源类型的常规集中交易模型，求解各购电省的购电需求与交易出清结果，如图14至图17所示。其中不区分电源类型的常规集中交易模型中，每时间周期的电力需求为非水可再生能源、水电、非可再生能源电力之和，价格为非水可再生能源、水电、非可再生能源价格的加权平均值，如下表所示：

表15购电省a申报电量、电价(单位：MW、元/kW)

表16购电省b申报电量、电价(单位：MW、元/kW)

表16购电省c申报电量、电价(单位：MW、元/kW)

表16购电省d申报电量、电价(单位：MW、元/kW)

求解得到总社会福利为4.01万元。

(4)对比分析

1)从满足购电省对不同电源类型的购电需求角度

本专利所提模型能够在集中竞价交易中，充分满足购电省对非水可再生能源、水电和非可再生能源的个性需求，为购电省提供了完成非水可再生能源配额指标、可再生能源配额指标的基础，保障可再生能源电力消纳责任权重政策能够有效发挥作用。

对于购电省a来说，若采用常规不区分电源类型的交易机制，购电省a由于省内平均电价(相比其他省)较低等原因，无法在省间市场中以高价购买电力，成交电量较低，如图14至图17所示。但购电省a具有完成本省非水可再生能源消纳指标的需求，希望以高价购买非水可再生能源。本专利所提的模型，能够达成购电省a在省间购买非水可再生能源的现实需求，如图2至4所示。

对于购电省b来说，购买可再生能源意愿强，但不能接受较高价格，无煤电购电需求。然而，常规不区分电源类型的交易机制使其成交电量较高，如图14至图17所示，且其中存在较大数量的煤电。采用本专利模型，能够通过区分交易电量，使购电省能够精确完成其出价所能达成的部分购买非水可再生能源、水电需求。

2)从提升社会福利角度

本专利所提出的模型总社会福利为4.45万元，相比于不区分电源类型的常规集中交易模型的总社会福利4.01万元，提升了11％。这是由于精确区分电源类型，从而将非水可再生能源、水电精确卖给愿意为此出高价(从价格上，购电意愿更强)的购电省，这些购电省可以此完成可再生能源电力消纳责任权重政策所要求的非水可再生能源、可再生能源总量消纳目标。

实施例3

本发明提供了一种适应可再生能源配额指标完成的出清系统，如图18所示，所述系统包括：

获取模块，用于获取各时刻各购电方按各电源类型申报的能源需求和需求价格曲线以及各发电企业按各电源类型申报的电力曲线和售电价格曲线；

求解模块，用于基于各时刻各购电方按各电源类型申报的能源需求和需求价格曲线以及各发电企业按各电源类型申报的电力曲线和售电价格曲线，对预先构建的电力市场出清模型进行求解，确定各购电方和各发电企业按各电源类型出清的成交电量和电价；

其中，所述电力市场出清模型基于各电源类型，考虑各购电方和各发电企业按各电源类型所确定的购电量约束、售电量约束以及电量平衡为约束，以各购电方和各发电企业按各购电方和各发电企业按照各电源类型出清的福利总和最大化为目标建立的。

所述获取模块，具体用于：

各购电方按照各电源类型在预设时域内的各时间周期定时申报能源需求和需求价格曲线；

各发电企业按照各电源类型在预设时域内的各时间周期定时申报电力曲线和售电价格曲线；

所述电源类型包括：水电、非水可再生能源和其他常规能源电力。

所述求解模块，具体用于：

利用matlab通过默认求解算法对电力市场出清模型进行求解，得到各时刻各报价段各购电方和各发电企业按各电源类型出清的成交电量和电价。

所述系统还包括：

构建模块，用于基于各时刻各购电方按各电源类型申报的能源需求和需求价格曲线以及各发电企业按各电源类型申报的电力曲线和售电价格曲线，构建的电力市场出清模型。

所述构建模块，具体用于：

以考虑水电、非水可再生能源和其他常规能源电力的社会福利总和最大化为目标构建目标函数；

以水电、非水可再生能源和其他常规能源电力对应的售电量约束、购电量约束和功率平衡约束作为约束条件，对所述目标函数进行约束，得到电力市场出清模型；

所述目标函数的表达式如下：

其中，f为目标函数值，和分别为第i个购电方在第b个报价段出清的非水可再生能源价格、水电价格和非可再生能源电力价格，和分别为第i个购电方在第b个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，和分别为第j个发电企业在第s个报价段出清的非水可再生能源价格、水电价格和非可再生能源电力价格，和分别为第j个发电企业在第s个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，i＝(1,2,3,…,I)，I为购电方的总数，b＝(1,2,3,…,B)，B为购电方对应的总报价段数，j＝(1,2,3,…,J)，J为发电企业的总数，s＝(1,2,3,...,S)，S为发电企业对应的总报价段数；

所述购电量约束的表达式如下：

其中，和分别为第i个购电方在第b个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，和分别为第i个购电方在第b个报价段申报的非水可再生能源的购电需求、水电的购电需求和非可再生能源电力的购电需求，i＝(1,2,3,...,I)，I为购电方的总数，b＝(1,2,3,...,B)，B为购电方对应的总报价段数；

所述售电量约束的表达式如下：

其中，和分别为第j个发电企业在第s个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，和分别为第j个发电企业在第s个报价段申报的非水可再生能源的售电需求、水电的售电需求和非可再生能源电力的售电需求，j＝(1,2,3,...,J)，J为发电企业的总数，s＝(1,2,3,...,S)，S为发电企业对应的总报价段数；

所述功率平衡约束的表达式如下：

其中，和分别为第i个购电方在第b个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，和分别为第j个发电企业在第s个报价段出清的非水可再生能源、水电和非可再生能源电力，i＝(1,2,3,...,I)，I为购电方的总数，b＝(1,2,3,...,B)，B为购电方对应的总报价段数，j＝(1,2,3,...,J)，J为发电企业的总数，s＝(1,2,3,...,S)，S为发电企业对应的总报价段数。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

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。

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。

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。