Clearing Model for Cross-regional Transaction Spot Market Coupled with Complex Hydraulic Connection

Ruhong ZHONG; Chuntian CHENG; Shengli LIAO; Zhipeng ZHAO; Zhanwei LIU; Xuguang YU

doi:10.7500/AEPS20201206001

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Clearing Model for Cross-regional Transaction Spot Market Coupled with Complex Hydraulic Connection

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Clearing Model for Cross-regional Transaction Spot Market Coupled with Complex Hydraulic Connection
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 1, Pages: 164-173(2022)
- 作者机构：
  
  大连理工大学水电与水信息研究所，辽宁省大连市 116024
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Nature Science Foundation of China(52039002)
- DOI：10.7500/AEPS20201206001
  CLC：
- Received：06 December 2020，
  
  Revised：2021-05-24，
  
  Published Online：21 July 2021，
  
  Published：10 January 2022
- 稿件说明：
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钟儒鸿,程春田,廖胜利等.耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型[J].电力系统自动化,2022,46(1):164-173.

ZHONG Ruhong,CHENG Chuntian,LIAO Shengli,et al.Clearing Model for Cross-regional Transaction Spot Market Coupled with Complex Hydraulic Connection[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(1):164-173.
钟儒鸿,程春田,廖胜利等.耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型[J].电力系统自动化,2022,46(1):164-173. DOI： 10.7500/AEPS20201206001.

ZHONG Ruhong,CHENG Chuntian,LIAO Shengli,et al.Clearing Model for Cross-regional Transaction Spot Market Coupled with Complex Hydraulic Connection[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(1):164-173. DOI： 10.7500/AEPS20201206001.

摘要

上游水电站的发电量通过上、下游水力联系可直接影响下游水电站的可发电量，该水力联系增加了现货市场出清建模与求解的难度。为此提出了耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型。该模型首先将非线性约束线性化，然后再引入梯级水电站簇，将复杂水力联系转化成水电站群的最大、最小发电量，进一步将水电机组以满足水电站群发电量约束的等效火电机组方式参与现货市场出清，从而消除复杂水力联系。以中国云南水电外送广东为例进行验证。结果表明，出清结果能满足各项机组运行约束，并能如实反映市场价格信号；梯级水电站簇发电量约束的阻塞分量可以合理表征流域来水造成的阻塞成本。

Abstract

The power generation of upstream hydropower stations directly affects the power generation of downstream power stations through the upstream and downstream hydraulic connection. This hydraulic connection increases the difficulty in establishing and solving the spot market clearing model. Therefore

a clearing model for the cross-regional transaction spot market coupled with complex hydraulic connection is proposed. Firstly

the nonlinear constraints are linearized in this model. Secondly

the cascaded hydropower family is introduced

and the complex hydraulic connection is transformed into the maximum and minimum power generation of cascaded hydropower stations. Furthermore

the hydropower units participate in the spot market clearing by means of the equivalent thermal power units which meet the maximum and minimum power generation constraints of the hydropower station groups

so the complex hydraulic connection is eliminated. Taking the hydropower transmission from Yunnan Province to Guangdong Province in China as an example for verification

the results demonstrate that the clearing results can meet various operation constraints of the units

and can reflect the market price signals truthfully; the congestion components of the power generation of cascaded hydropower stations can reasonably represent the congestion cost caused by the basin inflow.

关键词

Keywords

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关于开展电力现货市场建设试点工作的通知［EB/OL］.［ 2020-11-22 ］. http：//www.nea.gov.cn/2017-09/05/c_136585412.htm http://www.nea.gov.cn/2017-09/05/c_136585412.htm .

Notice on piloting the construction of electricity spot market ［EB/OL］. ［ 2020-11-22 ］. http：//www.nea.gov.cn/2017-09/05/c_136585412.htm http://www.nea.gov.cn/2017-09/05/c_136585412.htm .

关于深化电力现货市场建设试点工作的意见［EB/OL］.［ 2020-11-22 ］. http：//zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp？id=16253 http://zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp?id=16253 .

Opinions on deepening the pilot work of the electricity spot market construction ［EB/OL］. ［ 2020-11-22 ］. http：//zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp？id=16253 http://zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp?id=16253 .

房欣欣，杨知方，余娟，等 . 节点电价的理论剖析与拓展［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 2 ）： 379 - 390 .

FANG Xinxin ， YANG Zhifang ， YU Juan ， et al . Theoretical analysis and extension of locational marginal price ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 2 ）： 379 - 390 .

韩彬，燕京华，孙振，等 . 福建电力现货市场初期模式探析［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 7 ）： 170 - 175 .

HAN Bin ， YAN Jinghua ， SUN Zhen ， et al . Analysis on initial mode of electricity spot market in Fujian Province of China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 170 - 175 .

唐成鹏，张粒子，刘方，等 . 基于多智能体强化学习的电力现货市场定价机制研究（一）：不同定价机制下发电商报价双层优化模型［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 2 ）： 536 - 553 .

TANG Chengpeng ， ZHANG Lizi ， LIU Fang ， et al . Research on pricing mechanism of electricity spot market based on multi-agent reinforcement learning， Part Ⅰ： bi-level optimization model for generators under different pricing mechanisms ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 2 ）： 536 - 553 .

禤培正，周保荣，黎小林，等 . 清洁能源消纳政策下含水电的现货市场出清模型［J］. 广东电力， 2020 ， 33 （ 8 ）： 120 - 129 .

XUAN Peizheng ， ZHOU Baorong ， LI Xiaolin ， et al . Clearing model of spot market with hydropower under clean energy consumption policy ［J］. Guangdong Electric Power ， 2020 ， 33 （ 8 ）： 120 - 129 .

路轶，胡晓静，孙毅，等 . 适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 162 - 170 .

LU Yi ， HU Xiaojing ， SUN Yi ， et al . Design and practice of electricity spot market mechanism adapting to characteristics of high proportional hydropower ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 162 - 170 .

葛晓琳，薛钰，侯昊宇 . 基于区块链的多主体梯级水电市场交易模型［J/OL］. 电测与仪表［ 2021-05-24 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210427.1831.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210427.1831.006.html .

GE Xiaolin ， XUE Yu ， HOU Haoyu ， et al . A multi-agent market transaction model of cascade hydropower based on blockchain ［J/OL］. Electrical Measurement & Instrumentation ［ 2021-05-24 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210427.1831.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210427.1831.006.html .

张粒子，刘方，许通，等 . 多运营主体梯级水电站参与的日前市场出清模型［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 16 ）： 104 - 110 .

ZHANG Lizi ， LIU Fang ， XU Tong ， et al . Clearing model for day-ahead market with participation of multi-operator cascade hydropower stations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 16 ）： 104 - 110 .

PEREIRA A C ， DE OLIVEIRA A Q ， BAPTISTA E C ， et al . Network-constrained multiperiod auction for pool-based electricity markets of hydrothermal systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 6 ）： 4501 - 4514 .

张宏图，熊志杰，朱燕梅，等 . 基于“虚拟水库”的梯级水电现货报价单元组建方法［J/OL］. 电工技术学报［ 2021-05-24 ］. https：//doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210079 https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210079 .

ZHANG Hongtu ， XIONG Zhijie ， ZHU Yanmei ， et al . Spot quotation unit construction method of cascade hydropower based on “virtual reservoir” ［J/OL］. Transactions of China Electrotechnical Society ［ 2021-05-24 ］. https：//doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210079 https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210079 .

张乔榆，陆展辉，荆朝霞，等 . 基于聚合节点的级联水电机组报价机制及策略研究［J］. 电网与清洁能源， 2021 ， 37 （ 3 ）： 131 - 137 .

ZHANG Qiaoyu ， LU Zhanhui ， JING Zhaoxia ， et al . Research on the bidding mechanism and strategy of cascaded hydroelectric units based on aggregation nodes ［J］. Power System and Clean Energy ， 2021 ， 37 （ 3 ）： 131 - 137 .

彭钰祥，刘继春，韩晓言，等 . 考虑多业主梯级水电站的日前市场分期出清方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2837 - 2848 .

PENG Yuxiang ， LIU Jichun ， HAN Xiaoyan ， et al . Staging clearing for day-ahead market considering multi-owner cascade hydropower stations ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2837 - 2848 .

贾泽斌，申建建，程春田，等 . 基于梯级电量联动控制的高比例水电电力市场日前现货出清方法［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2021-05-24 ］. https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.201572 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.201572 .

JIA Zebin ， SHEN Jianjian ， CHENG Chuntian ， et al . Day-ahead clearing method for high proportion hydropower electricity market based on cascade energy linkage control ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2021-05-24 ］. https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.201572 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.201572 .

彭超逸，顾慧杰，朱文，等 . 交直流混联区域电网现货市场出清模型研究［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 1 ）： 323 - 331 .

PENG Chaoyi ， GU Huijie ， ZHU Wen ， et al . Study on spot market clearing model of regional power grid considering AC/DC hybrid connection ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 323 - 331 .

曾丹，谢开，庞博，等 . 中国特色、全国统一的电力市场关键问题研究（3）：省间省内电力市场协调运行的交易出清模型［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2809 - 2819 .

ZENG Dan ， XIE Kai ， PANG Bo ， et al . Key issues of national unified electricity market with Chinese characteristics（3）： transaction clearing models and algorithms adapting to the coordinated operation of provincial electricity markets ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2809 - 2819 .

徐帆，葛朝强，吴鑫，等 . 区域电网省间调峰辅助服务的市场机制与出清模型［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 109 - 115 .

XU Fan ， GE Zhaoqiang ， WU Xin ， et al . Market mechanism and clearing model of inter-provincial peak regulation ancillary service for regional power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 109 - 115 .

谢敏，胡昕彤，刘明波 . 目标级联分析法在完全竞争发电市场迭代竞价机制中的应用［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 6 ）： 106 - 112 .

XIE Min ， HU Xintong ， LIU Mingbo . Application of analytical target cascading in iterative bidding mechanism of complete competitive power generation market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 6 ）： 106 - 112 .

史新红，郑亚先，薛必克，等 . 机组运行约束对机组节点边际电价的影响分析［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2658 - 2665 .

SHI Xinhong ， ZHENG Yaxian ， XUE Bike ， et al . Effect analysis of unit operation constraints on locational marginal price of unit nodes ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2658 - 2665 .

龙苏岩，冯凯，徐骏，等 . 电力现货市场下不平衡费用构成及分摊机制研究［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2649 - 2658 .

LONG Suyan ， FENG Kai ， XU Jun ， et al . Research on unbalanced cost composition and allocation mechanism in spot electricity market ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2649 - 2658 .

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