本技術(shù)涉及電力，尤其涉及一種抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、新能源項(xiàng)目大規(guī)模、高比例上網(wǎng)，造成系統(tǒng)對削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相以及緊急事故備用等的需求迫切，系統(tǒng)對調(diào)節(jié)電源的需求愈加迫切。而抽水蓄能電站具有運(yùn)行靈活、啟停迅速、跟蹤負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，有利于保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用和黑啟動(dòng)等多種功能，是當(dāng)前乃至未來一段時(shí)間滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的重要保障。為推進(jìn)抽水蓄能電站快速發(fā)展，適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展需要。同時(shí)隨著抽水蓄能電站建設(shè)高峰的到來，從價(jià)格方面進(jìn)一步促進(jìn)了抽水蓄能的建設(shè)發(fā)展以及綜合效益發(fā)揮。

2、盡管已經(jīng)發(fā)布了關(guān)于完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制的通知，并明確在電力市場形成前實(shí)行兩部制電價(jià)，但實(shí)際操作中相關(guān)政策難以落實(shí)，導(dǎo)致抽水蓄能電站的綜合收益測算仍存在困難、抽水蓄能電站難以適時(shí)以及靈活的參與到電力市場進(jìn)行交易，且抽水蓄能電站的成本難以通過輸配電價(jià)疏導(dǎo)出去，嚴(yán)重阻礙了抽水蓄能電站的快速發(fā)展。

3、現(xiàn)有的抽水蓄能電站綜合效益大多數(shù)通過構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系等主觀方法來進(jìn)行評價(jià)，且主要考慮其財(cái)務(wù)與國民經(jīng)濟(jì)兩方面，但是抽水蓄能電站還需要考慮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等社會效益功能。此外采用構(gòu)建評價(jià)體系的主觀優(yōu)化方法易受到評價(jià)者個(gè)體差異的影響，并且評價(jià)過程可能受到情感、利益等因素的干擾，導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本技術(shù)實(shí)施例旨在提供一種抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃確定方法及系統(tǒng)，用以解決如何根據(jù)抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力，確定未來抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃，使得抽水蓄能電站以合適時(shí)機(jī)和方式參與電力市場交易，更好地適應(yīng)市場變化的問題。

2、一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃確定方法，包括：基于抽水蓄能電站在時(shí)刻t的發(fā)電功率、抽水功率和電量現(xiàn)貨市場預(yù)測價(jià)格構(gòu)建現(xiàn)貨市場電量預(yù)測模型及第一約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站各個(gè)時(shí)段的最優(yōu)發(fā)電量；基于抽水蓄能電站在時(shí)刻t的上調(diào)頻里程、下調(diào)頻里程、調(diào)頻里程價(jià)格、調(diào)頻容量補(bǔ)償價(jià)格、電量現(xiàn)貨市場預(yù)測價(jià)格、調(diào)頻里程與調(diào)頻容量之比以及容量電量轉(zhuǎn)換系數(shù)構(gòu)建輔助服務(wù)電量預(yù)測模型及第二約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站在調(diào)頻市場中的各個(gè)時(shí)段的抽發(fā)電量；基于預(yù)測的抽水蓄能電站在各個(gè)時(shí)段的最優(yōu)發(fā)電量和在調(diào)頻市場中的各個(gè)時(shí)段的抽發(fā)電量構(gòu)建主輔市場聯(lián)合電量預(yù)測模型及第三約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力；以及根據(jù)預(yù)測出的所述抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力確定所述抽水蓄能電站參與現(xiàn)貨市場的時(shí)間和容量或者參與輔助服務(wù)市場的時(shí)間和容量。

3、上述技術(shù)方案的有益效果如下：基于電價(jià)預(yù)測進(jìn)行效益計(jì)算，時(shí)效性更強(qiáng)，確保抽水蓄能電站以合適的時(shí)機(jī)、方式和容量參與到電力市場交易中；通過從電力市場化角度出發(fā)，對抽水蓄能電站在電量市場和輔助服務(wù)市場分別構(gòu)建電量預(yù)測模型，效益測算更加全面，抽水蓄能電站參與電力市場整體的獲利能力也可得到較大的提升。最后根據(jù)抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力，確定未來抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)自身利益最大化。

4、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一約束條件包括功率約束、容量約束和能量與功率的轉(zhuǎn)化關(guān)系約束，其中，所述現(xiàn)貨市場電量預(yù)測模型為：

5、；

6、其中，bqec為所述抽水蓄能電站的現(xiàn)貨市場電量收益，t為運(yùn)行時(shí)刻，pt為t時(shí)刻電量現(xiàn)貨市場預(yù)測價(jià)格，、為所述抽水蓄能電站的t時(shí)刻發(fā)電功率和抽水功率；所述功率約束：在任一時(shí)段不會同時(shí)執(zhí)行抽水和發(fā)電，發(fā)電和抽水功率不得超過最大功率限制，兩者需滿足下列約束：

7、,?,?；

8、,?；

9、其中，為所述抽水蓄能電站的最大功率；所述容量約束為：

10、；

11、；

12、其中，q0為0時(shí)刻抽水蓄能電站的儲存能量，q24為24時(shí)刻抽水蓄能電站的儲存能量，qt為t時(shí)刻抽水蓄能電站的有效儲存能量；qmin、qmax為抽水蓄能電站的最小和最大有效儲存能量；能量與功率的轉(zhuǎn)化關(guān)系約束為：

13、；

14、其中，qt-1為t-1時(shí)刻抽水蓄能電站的儲存容量，η為發(fā)電效率。

15、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輔助服務(wù)電量預(yù)測模型為：

16、；

17、其中，bfc為調(diào)頻收益；t為運(yùn)行時(shí)段；為t時(shí)刻調(diào)頻里程價(jià)格；、為t時(shí)刻上調(diào)頻里程和下調(diào)頻里程；m為調(diào)頻里程與調(diào)頻容量之比；pcom為調(diào)頻容量補(bǔ)償價(jià)格；抽水蓄能在向下進(jìn)行調(diào)頻時(shí)會消耗一部分電量，并δ表示容量轉(zhuǎn)換系數(shù)；所述第二約束條件為：

18、,；

19、其中，μ為調(diào)頻市場規(guī)定的上限比例系數(shù)。

20、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述抽水蓄能電站參與電量現(xiàn)貨市場或者輔助服務(wù)市場的情況下，所述抽水蓄能電站綜合收益為主輔市場收益之和，其中，以聯(lián)合市場總收益最大化為目標(biāo)，結(jié)合各時(shí)段現(xiàn)貨市場以及調(diào)頻市場報(bào)價(jià)，構(gòu)建主輔市場聯(lián)合電量預(yù)測模型及第三約束條件，所述主輔市場聯(lián)合電量預(yù)測模型為：

21、；

22、所述第三約束條件為：

23、。

24、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，在現(xiàn)貨市場電量預(yù)測模型之前，還包括以下步驟：獲取影響電價(jià)的評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，其中，所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)包括發(fā)電成本因素、氣候環(huán)境因素、負(fù)荷因素和市場因素；構(gòu)建指標(biāo)評價(jià)模型，其中，利用所述指標(biāo)評價(jià)模型從所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)中篩選出關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)；對所述關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并基于預(yù)處理后的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)構(gòu)建電價(jià)預(yù)測模型以預(yù)測電價(jià)，其中，所述電價(jià)預(yù)測模型是結(jié)合bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與馬爾可夫鏈的預(yù)測模型；以及基于預(yù)測的電價(jià)構(gòu)建綜合收益預(yù)測模型，以預(yù)測出所述抽水蓄能電站在主輔聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的綜合收益，其中，所述綜合收益預(yù)測模型包括現(xiàn)貨市場電量預(yù)測模型和輔助服務(wù)電量預(yù)測模型。

25、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，利用所述指標(biāo)評價(jià)模型從所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)中篩選出關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括：對所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理以生成歸一化后的評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)并計(jì)算其均值；基于所述歸一化后的評價(jià)指標(biāo)及其均值計(jì)算第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；基于評價(jià)指標(biāo)i和j之間的相關(guān)系數(shù)計(jì)算第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)與其他評價(jià)指標(biāo)的沖突性；基于所述沖突性和所述標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算評價(jià)指標(biāo)的信息量；基于所述評價(jià)指標(biāo)的信息量計(jì)算第j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重；基于所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算第i個(gè)年份第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)在各個(gè)年份的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的占比；基于所述第i個(gè)年份第j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)在各個(gè)年份的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的占比計(jì)算第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的熵；基于所述第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的熵計(jì)算第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重；基于所述客觀權(quán)重和所述指標(biāo)權(quán)重計(jì)算第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重；以及對多個(gè)評價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重按照從小到大進(jìn)行排序，并根據(jù)排序結(jié)果從所述評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)中篩選出關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

26、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，構(gòu)建指標(biāo)評價(jià)模型進(jìn)一步包括：通過以下指標(biāo)評價(jià)模型計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的組合權(quán)重：

27、；

28、其中，wj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重；表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重；

29、；

30、；

31、；

32、；

33、；

34、；

35、；

36、；

37、其中，xij表示歸一化處理后的第i個(gè)年份第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的數(shù)值；表示xij的均值，sj表示第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；rij表示評價(jià)指標(biāo)i和j之間的相關(guān)系數(shù)；rj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)與其他評價(jià)指標(biāo)的沖突性；cj表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的信息量；pij表示第i個(gè)年份第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)在各個(gè)年份的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的占比；ej表示第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的熵，假設(shè)第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重和指標(biāo)權(quán)重同樣重要，則β=0.5。

38、上述技術(shù)方案的有益效果如下：運(yùn)用critic-熵權(quán)法，完全基于數(shù)據(jù)自身的客觀屬性確定，使分析結(jié)果更可靠。基于電價(jià)預(yù)測進(jìn)行效益計(jì)算，能確保抽水蓄能電站以合適時(shí)機(jī)和方式參與電力市場交易，更好地適應(yīng)市場變化。

39、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，對所述關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理進(jìn)一步包括：利用以下自相關(guān)函數(shù)ρk分析電價(jià)的多周期特性：

40、；

41、其中，ρk為當(dāng)前時(shí)刻t與滯后k小時(shí)電價(jià)的自相關(guān)系數(shù)，n為選取電價(jià)數(shù)據(jù)集的時(shí)間跨度，xt為當(dāng)前時(shí)刻電價(jià)，xt-k為t-k時(shí)刻電價(jià)，為選取電價(jià)數(shù)據(jù)值的平均值；以及根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的分析結(jié)果調(diào)整所述電價(jià)預(yù)測模型的輸入序列數(shù)據(jù)，其中，所述輸入序列數(shù)據(jù)包括：預(yù)測時(shí)刻前一天同一時(shí)刻的電價(jià)和負(fù)荷值，預(yù)測時(shí)刻前兩天同一時(shí)刻的電價(jià)值和負(fù)荷值；以及預(yù)測時(shí)刻前一周同一時(shí)刻的電價(jià)值和負(fù)荷值。

42、基于上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，篩選出的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)包括基于預(yù)處理后的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)構(gòu)建電價(jià)預(yù)測模型以預(yù)測電價(jià)進(jìn)一步包括：構(gòu)建bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中，根據(jù)所述輸入序列數(shù)據(jù)的數(shù)量確定所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)，根據(jù)待預(yù)測的電價(jià)值確定所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及根據(jù)所述輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)和所述輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)；利用所述輸入序列數(shù)據(jù)對所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練以獲得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；通過所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型對預(yù)測時(shí)刻的電價(jià)進(jìn)行預(yù)測以獲取初步預(yù)測電價(jià)；根據(jù)馬爾可夫鏈預(yù)測模型xk=xop計(jì)算得到時(shí)刻k的狀態(tài)概率向量xk，以獲得所述狀態(tài)概率向量xk中最大概率值p對應(yīng)的狀態(tài)qp為預(yù)測時(shí)刻k的絕對百分比誤差狀態(tài)，x0為時(shí)刻0的狀態(tài)概率向量；通過以下公式以及所述狀態(tài)的區(qū)間上界和區(qū)間下界，對所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的初步預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正，以獲得最終預(yù)測電價(jià)：

43、；

44、；

45、其中：c*為最終預(yù)測結(jié)果，cp為通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測電價(jià)，δa、δb為狀態(tài)qp的區(qū)間上界、區(qū)間下界。

46、另一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃確定系統(tǒng)，包括：發(fā)電量預(yù)測模塊，用于基于抽水蓄能電站在時(shí)刻t的發(fā)電功率、抽水功率和電量現(xiàn)貨市場預(yù)測價(jià)格構(gòu)建現(xiàn)貨市場電量預(yù)測模型及第一約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站各個(gè)時(shí)段的最優(yōu)發(fā)電量；抽發(fā)電量預(yù)測模塊，用于基于抽水蓄能電站在時(shí)刻t的上調(diào)頻里程、下調(diào)頻里程、調(diào)頻里程價(jià)格、調(diào)頻容量補(bǔ)償價(jià)格、電量現(xiàn)貨市場預(yù)測價(jià)格、調(diào)頻里程與調(diào)頻容量之比以及容量電量轉(zhuǎn)換系數(shù)構(gòu)建輔助服務(wù)電量預(yù)測模型及第二約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站在調(diào)頻市場中的各個(gè)時(shí)段的抽發(fā)電量；最優(yōu)出力模塊，用于基于預(yù)測的抽水蓄能電站在各個(gè)時(shí)段的最優(yōu)發(fā)電量和在調(diào)頻市場中的各個(gè)時(shí)段的抽發(fā)電量構(gòu)建主輔市場聯(lián)合電量預(yù)測模型及第三約束條件，以預(yù)測所述抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力；以及發(fā)電計(jì)劃確定模塊，用于根據(jù)預(yù)測出的所述抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力確定所述抽水蓄能電站參與現(xiàn)貨市場的時(shí)間和容量或者參與輔助服務(wù)市場的時(shí)間和容量。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

48、1、基于電價(jià)預(yù)測進(jìn)行效益計(jì)算，時(shí)效性更強(qiáng)，確保抽水蓄能電站以合適的時(shí)機(jī)和方式參與到電力市場交易中；通過從電力市場化角度出發(fā)，對抽水蓄能電站在電量市場和輔助服務(wù)市場分別構(gòu)建電量預(yù)測模型，效益測算更加全面，抽水蓄能電站參與電力市場整體的獲利能力也可得到較大的提升。最后根據(jù)抽水蓄能電站在聯(lián)合市場中各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)出力，確定未來抽水蓄能電站的發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)自身利益最大化。

49、2、根據(jù)critic熵權(quán)法分析模型在眾多影響電價(jià)的市場環(huán)境因素中篩選出關(guān)鍵的影響因素。進(jìn)一步建立bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和馬爾科夫鏈相結(jié)合的電價(jià)預(yù)測模型，克服了僅采用經(jīng)驗(yàn)調(diào)整輸入序列導(dǎo)致預(yù)測精度受限的問題，其預(yù)測誤差更低、預(yù)測效果更好，更有利于處理現(xiàn)貨市場中的電價(jià)預(yù)測。通過提前對現(xiàn)貨市場出清價(jià)格進(jìn)行預(yù)測，并構(gòu)建抽水蓄能電站在電量市場和輔助服務(wù)市場的效益測算模型進(jìn)行建模研究，優(yōu)化抽水蓄能電站運(yùn)行策略，確保抽水蓄能電站以合適的方式參與到電力市場交易中。

50、3、抽水蓄能效益優(yōu)化方法，通過價(jià)格引導(dǎo)，充分發(fā)揮抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的作用，實(shí)現(xiàn)社會資源的有效配置，為抽水蓄能電站電價(jià)機(jī)制的優(yōu)化和發(fā)展提供幫助。

51、本技術(shù)中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本技術(shù)而了解。本技術(shù)的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過說明書以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來實(shí)現(xiàn)和獲得。