考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法及系统与流程

本发明属于跨省区应急电力调度，具体涉及一种考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法及系统。

背景技术：

1、随着新能源随机性、波动性特征的日益突出，“保供应”、“保安全”、“保消纳”等难题交替出现。当前电源结构由可控连续出力的火力发电占主导，正逐渐向强波动性、弱可控性的新能源发电占主导转变，风电、光伏、水电等可再生能源电源都是典型的资源-气象依赖型、环境约束型电源，其发电出力会随天气变化而波动。终端能源电气化比例逐步提高，常规机组容量增长有限，通过常规出力可控机组保供应的传统模式面临挑战。与此同时，极端气象频发，高温天气导致负荷急剧上升，极寒天气低温导致采暖负荷急剧上升。在此背景下，叠加各类突发事件的影响，电力平衡难度大幅增加，电网保供应、保安全、保消纳的压力与日俱增。从电网运行实际经验来看，仅靠中长期、现货两种交易机制，极端情况下无法充分满足电网安全、电力平衡、清洁能源消纳等需求。针对上述问题，需要通过开展跨省区应急电力调度保障电网安全、促进新能源消纳以及保持电力电量平衡。

2、在跨省区应急调度中，根据各省级电网上报的应急支援能力和需求电力，采用多种应急需求电力满足策略，确定各省待受入电力。需求电力满足策略包括需求电力最大的省份优先满足、重点急需省份优先满足、各省份需求均等满足等。然后，根据输电通道剩余容量和各省应急支援能力，按照输电距离就近原则，安排各需求省对应的支援省，并确定两省之间的支援电力，直至各省应急需求电力全部满足或跨省区输电通道无剩余可用容量。传统的跨省区电力应急调度主要根据各省级电网电力余缺情况，确定支援方和需求方，按照一定策略确定支援电力，并将支援电力叠加至相关跨区通道输电计划上，该方法主要存在以下问题：

3、一是难以与市场需求有效衔接。已有应急支援电力调度方法中，未量化考虑各省级电网支援意愿和需要紧迫程度，没有充分考虑各方参与电力市场时的购售电意愿。

4、二是电力应急支援的配置效率不高。已有应急支援电力调度方法中，需要依次选择各买卖方，未优化计算应急支援电力，难以实现远距离大范围应急支援。

5、三是电力应急支援的模型精度不足。已有应急支援电力调度方法中，未精确考虑应急支援电力输送过程中产生的电力损耗及最大输电容量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法及系统，实现充分考虑应急支援方的意愿和应急需求方的紧迫度实施跨省区应急电力调度过程，并提升电力应急支援的配置效率及输电路径规划的经济性。

2、为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

3、第一方面，提供一种考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法，包括：

4、获取各主体申报数据，并分别计算每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值；

5、根据每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值构建各时段的支援组合集，并计算支援组合集内各支援组合的效益；

6、按照各支援组合的效益由大至小进行排序，按照排序将支援组合的匹配电力依次分配至各输电通道，作为对应支援组合在输电通道上的输送电力。

7、作为一种优选的方案，在所述获取各主体申报数据，并分别计算每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值的步骤中，所述的各主体申报数据包括市场成员名称、分时市场申报电力、分时市场申报电价以及分时申报电价段数；

8、计算每个主体的需求电力和需求紧迫度的步骤包括：

9、

10、det,y,b＝minprice-1

11、其中，dpt,y,b、和分别为t时段第y个主体的第b段应急调度需求电力、市场申报买电电力、市场成交买电电力；det,y,b、分别为t时段第y个主体的第b段应急需求紧迫度和市场申报买电价格；为t时段第y个主体的市场成交电力；b为市场申报段数；为t时段第y个主体的申报应急调度需求；minprice为市场最低申报价格；

12、计算每个主体的支援能力和满意度价值的步骤包括：

13、

14、set,y,b+1＝maxprice+1

15、其中，spt,y,b、和分别为t时段第y个主体的第b段应急调度支援能力、市场申报卖电电力、市场成交卖电电力；set,y,b、分别为t时段第y个主体的第b段应急支援满意度价值和市场申报卖电价格；为t时段第y个主体的市场卖电成交电力；为t时段第y个主体的申报应急调度支援能力；maxprice为市场最高申报价格。

16、作为一种优选的方案，在所述根据每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值构建各时段的支援组合集的步骤中，在同一时段内，由支援方满意度价值、需求方需求紧迫度及双方间可行的输电路径构成一个支援组合；每个支援组合包括支援方最大电力、支援方满意度价值、需求方最大电力、需求方需求紧迫度、输电路径、支援电力和受入电力；同一时段内，所有支援组合的集合作为支援组合集；按照数据所属的时段，分别构建各时段的支援组合集。

17、作为一种优选的方案，在所述计算支援组合集内各支援组合的效益的步骤中，根据输电路径中输电通道的输电价格和输电损耗率，将买方支援电力和需求紧迫度折算至卖方，折算后买方需求紧迫度与卖方满意度价值之差，作为对应支援组合的效益；计算表达式如下：

18、

19、ct,n＝(ct,n,bidprice*ct,n,ρ-ct,n,price)-ct,n,offerprice

20、

21、式中：ct,n,ρ为时段t中第n个支援组合对应输电路径的网损率；h为输电路径中的输电通道总数；h为输电路径中的输电通道序号；lh,ρ为输电路径中第h个输电通道的网损率；ct,n,price为时段t中第n个支援组合的满意度价值折算参数；lh,cost为输电路径中第h个输电通道的输电价格；lr,ρ为交易路径前h条输电通道中的第r条输电通道的网损率；ct,n为时段t中第n个支援组合的价差；ct,n,bidprice为时段t中第n个支援组合的需求紧迫度；ct,n,offerprice为时段t中第n个支援组合的满意度价值；ct,n,ipower为t时段第n个支援组合的最大支援电力。

22、作为一种优选的方案，在所述按照排序将支援组合的匹配电力依次分配至各输电通道，作为对应支援组合在输电通道上的输送电力的步骤中，将支援组合的匹配电力分配至各输电通道的计算表达式如下：

23、

24、式中：ct,n,ipower为t时段第n个支援组合的最大支援电力，fn,h为支援组合n的支援方送出电力与输电通道h的功率转移因子，li,ρ为支援组合中第i个输电通道的网损率，h为输电通道i在输电路径中的序号，lt,d,power为t时段输电通道d的成交电力；dk为支援组合k中的输电通道集合。

25、作为一种优选的方案，还包括将支援组合的匹配电力分配至各输电通道之后进行通道输电容量约束校核的步骤，汇总各输电通道的输送电力，计算输电通道的剩余输电容量，若剩余输电容量大于等于零，则通过通道输电容量约束校核；否则，则未通过校核，并计算输电通道越限量；

26、计算输电通道越限量的表达式如下：

27、pt,d,plus＝pt,d,atc-pt,d,trade

28、pt,d,exceed＝0-pt,d,plus

29、式中：pt,d,plus为输电通道d在t时段的剩余可用容量，pt,d,atc为输电通道d在t时段的可用容量，pt,d,trade为输电通道d在t时段的成交量，pt,d,exceed为输电通道d在t时段的越限量。

30、作为一种优选的方案，还包括在通道输电容量约束校核之后检索所有不满足输电容量约束的输电通道，将越限量最高输电通道，作为越限校正通道，按照下式计算越限校正通道的越限比例：

31、pt,m,maxexceed＝max{pt,1,exceed,pt,2,exceed...pt,d,exceed}

32、rt＝pt,m,exceed/pt,m,trade

33、式中，如果t时段越限量最大为输电通道m，pt,maxexceed为输电通道m在t时段的越限量，rt为t时段越限比例；

34、检索越限校正通道上的支援组合，按越限比例调整支援组合的支援电力，表达式如下：

35、

36、式中，ct,k,ipower为t时段第k个支援组合的支援电力，ct',k,ipower为t时段第k个支援组合调整后的支援电力；dk为支援组合k中的输电通道集合。

37、作为一种优选的方案，还包括确定支援组合在输电通道上的输送电力之后，从最大支援电力和通道可用容量中扣减已支援电力，计算得出剩余最大支援电力和通道剩余可用容量；

38、根据更新后的剩余最大支援电力和通道剩余可用容量，判断各支援组合是否可达成；若支援组合中支援方和需求方剩余电力均大于0，且支援组合中的输电路径可用容量大于0，则对应支援组合可达成；否则，对应支援组合不可达成；

39、当所有支援组合均无法达成后，则计算完毕，输出支援结果。

40、第二方面，提供一种考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度系统，包括：

41、支援满意度和需求紧迫度计算模块，用于获取各主体申报数据，并分别计算每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值；

42、支援组合效益计算模块，用于根据每个主体的需求电力和需求紧迫度以及每个主体的支援能力和满意度价值构建各时段的支援组合集，并计算支援组合集内各支援组合的效益；

43、支援组合输送电力分配模块，用于按照各支援组合的效益由大至小进行排序，按照排序将支援组合的匹配电力依次分配至各输电通道，作为对应支援组合在输电通道上的输送电力。

44、作为一种优选的方案，所述支援满意度和需求紧迫度计算模块获取的各主体申报数据包括市场成员名称、分时市场申报电力、分时市场申报电价以及分时申报电价段数；

45、计算每个主体的需求电力和需求紧迫度的步骤包括：

46、

47、det,y,b＝minprice-1

48、其中，dpt,y,b、和分别为t时段第y个主体的第b段应急调度需求电力、市场申报买电电力、市场成交买电电力；det,y,b、分别为t时段第y个主体的第b段应急需求紧迫度和市场申报买电价格；为t时段第y个主体的市场成交电力；b为市场申报段数；为t时段第y个主体的申报应急调度需求；minprice为市场最低申报价格；

49、计算每个主体的支援能力和满意度价值的步骤包括：

50、

51、set,y,b+1＝maxprice+1

52、其中，spt,y,b、和分别为t时段第y个主体的第b段应急调度支援能力、市场申报卖电电力、市场成交卖电电力；set,y,b、分别为t时段第y个主体的第b段应急支援满意度价值和市场申报卖电价格；为t时段第y个主体的市场卖电成交电力；为t时段第y个主体的申报应急调度支援能力；maxprice为市场最高申报价格。

53、作为一种优选的方案，所述支援组合效益计算模块在同一时段内，由支援方满意度价值、需求方需求紧迫度及双方间可行的输电路径构成一个支援组合；每个支援组合包括支援方最大电力、支援方满意度价值、需求方最大电力、需求方需求紧迫度、输电路径、支援电力和受入电力；同一时段内，所有支援组合的集合作为支援组合集；按照数据所属的时段，分别构建各时段的支援组合集；

54、在所述计算支援组合集内各支援组合的效益的步骤中，根据输电路径中输电通道的输电价格和输电损耗率，将买方支援电力和需求紧迫度折算至卖方，折算后买方需求紧迫度与卖方满意度价值之差，作为对应支援组合的效益；计算表达式如下：

55、

56、ct,n＝(ct,n,bidprice*ct,n,ρ-ct,n,price)-ct,n,offerprice

57、

58、式中：ct,n,ρ为时段t中第n个支援组合对应输电路径的网损率；h为输电路径中的输电通道总数；h为输电路径中的输电通道序号；lh,ρ为输电路径中第h个输电通道的网损率；ct,n,price为时段t中第n个支援组合的满意度价值折算参数；lh,cost为输电路径中第h个输电通道的输电价格；lr,ρ为交易路径前h条输电通道中的第r条输电通道的网损率；ct,n为时段t中第n个支援组合的价差；ct,n,bidprice为时段t中第n个支援组合的需求紧迫度；ct,n,offerprice为时段t中第n个支援组合的满意度价值；ct,n,ipower为t时段第n个支援组合的最大支援电力。

59、作为一种优选的方案，所述支援组合输送电力分配模块将支援组合的匹配电力分配至各输电通道的计算表达式如下：

60、

61、式中：ct,n,ipower为t时段第n个支援组合的最大支援电力，fn,h为支援组合n的支援方送出电力与输电通道h的功率转移因子，li,ρ为支援组合中第i个输电通道的网损率，h为输电通道i在输电路径中的序号，lt,d,power为t时段输电通道d的成交电力；dk为支援组合k中的输电通道集合。

62、作为一种优选的方案，还包括通道输电容量约束校核模块，用于将支援组合的匹配电力分配至各输电通道之后进行通道输电容量约束校核，通过汇总各输电通道的输送电力，计算输电通道的剩余输电容量，若剩余输电容量大于等于零，则通过通道输电容量约束校核；否则，则未通过校核，并计算输电通道越限量；

63、计算输电通道越限量的表达式如下：

64、pt,d,plus＝pt,d,atc-pt,d,trade

65、pt,d,exceed＝0-pt,d,plus

66、式中：pt,d,plus为输电通道d在t时段的剩余可用容量，pt,d,atc为输电通道d在t时段的可用容量，pt,d,trade为输电通道d在t时段的成交量，pt,d,exceed为输电通道d在t时段的越限量。

67、作为一种优选的方案，还包括越限校正通道的越限比例计算模块，用于在通道输电容量约束校核之后检索所有不满足输电容量约束的输电通道，将越限量最高输电通道，作为越限校正通道，按照下式计算越限校正通道的越限比例：

68、pt,m,maxexceed＝max{pt,1,exceed,pt,2,exceed...pt,d,exceed}

69、rt＝pt,m,exceed/pt,m,trade

70、式中，如果t时段越限量最大为输电通道m，pt,maxexceed为输电通道m在t时段的越限量，rt为t时段越限比例；

71、以及，支援组合的支援电力调整模块，用于检索越限校正通道上的支援组合，按越限比例调整支援组合的支援电力，计算表达式如下：

72、

73、式中，ct,k,ipower为t时段第k个支援组合的支援电力，c′t,k,ipower为t时段第k个支援组合调整后的支援电力；dk为支援组合k中的输电通道集合。

74、作为一种优选的方案，还包括支援组合达成判断模块，用于确定支援组合在输电通道上的输送电力之后，从最大支援电力和通道可用容量中扣减已支援电力，计算得出剩余最大支援电力和通道剩余可用容量；

75、根据更新后的剩余最大支援电力和通道剩余可用容量，判断各支援组合是否可达成；若支援组合中支援方和需求方剩余电力均大于0，且支援组合中的输电路径可用容量大于0，则对应支援组合可达成；否则，对应支援组合不可达成；

76、当所有支援组合均无法达成后，则计算完毕，输出支援结果。

77、第三方面，提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法。

78、第四方面，提供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至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法。

79、相较于现有技术，本发明的第一方面至少具有如下的有益效果：

80、现有技术在跨省区应急调度时，通常根据各省级电网上报的应急支援能力和需求电力，采用多种应急需求电力满足策略，确定各省待受入电力，需求电力满足策略包括需求电力最大的省份优先满足、重点急需省份优先满足以及各省份需求均等满足等。然后，根据输电通道剩余容量和各省应急支援能力，按照输电距离就近原则，安排各需求省对应的支援省，并确定两省之间的支援电力，直至各省应急需求电力全部满足或跨省区输电通道无剩余可用容量。然而，现有技术未充分考虑应急支援方的意愿和应急需求方的紧迫度，并且未考虑应急支援的输电成本和损耗，难以实现远距离大范围应急支援以及保证应急调度的公平性。本发明考虑支援满意度和需求紧迫度的应急电力调度方法可根据用户提交申报单，在跨省区交易网络中规划可行的输电路径，通过计算各输电路径的可用容量，可以在输电路径规划时提供仍有可用容量的输电路径。同时，提升了规划路径的经济性，通过计算输电路径的输电成本，确定输电路径的成本序位，输电路径规划时优先采用最经济的输电路径。

81、进一步的，本发明提出了支援满意度和需求紧迫度的计算方法，构建了应急调度支援组合，在跨省区应急调度中精细考虑输电路径可用容量约束、输电价和网损，实现了跨省区应急电力优化调度。在现有中长期和现货交易基础上，有效通过跨省区应急电力支援，保障极端情况下充分满足电网安全、电力平衡、清洁能源消纳等需求。

82、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。