考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型

于旭光; 李亚鹏; 贾泽斌; 李刚; 程春田; 曹瑞

doi:10.7500/AEPS20191103002

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考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型

电力现货市场构建与运营关键技术 | 更新时间：2025-06-16

- 考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型
- Medium- and Long-term Contract Energy Decomposition Model for Cascade Hydropower Station Considering Spot Market Bidding Space
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第6期页码：62-71
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学水电与水信息研究所，辽宁省大连市 116024
  2.大连市清洁能源高效利用重点实验室，辽宁省大连市 116024
- 作者简介：
  
  于旭光(1992—)，男，博士研究生，主要研究方向：清洁能源电力市场、大规模水电优化调度。E-mail：yuxuguang@mail.dlut.edu.cn
  李亚鹏(1988—)，男，博士研究生，主要研究方向：清洁能源电力市场、跨区清洁能源消纳、分布式智能应用。E-mail：liyapeng@mail.dlut.edu.cn
  贾泽斌(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：清洁能源电力市场、大规模水电优化调度。E-mail：932933174@qq.com
  李刚(1979—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力市场、电力系统经济运行等。E-mail：glee@dlut.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51879030)
- DOI：10.7500/AEPS20191103002
  中图分类号：
- 收稿日期：2019-11-03，
  
  修回日期：2019-12-24，
  
  网络出版日期：2020-06-04，
  
  纸质出版日期：2021-03-25
- 稿件说明：
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于旭光,李亚鹏,贾泽斌等.考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型[J].电力系统自动化,2021,45(6):62-71.

YU Xuguang,LI Yapeng,JIA Zebin,et al.Medium- and Long-term Contract Energy Decomposition Model for Cascade Hydropower Station Considering Spot Market Bidding Space[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(6):62-71.
于旭光,李亚鹏,贾泽斌等.考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型[J].电力系统自动化,2021,45(6):62-71. DOI： 10.7500/AEPS20191103002.

YU Xuguang,LI Yapeng,JIA Zebin,et al.Medium- and Long-term Contract Energy Decomposition Model for Cascade Hydropower Station Considering Spot Market Bidding Space[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(6):62-71. DOI： 10.7500/AEPS20191103002.

摘要

电力中长期市场与现货市场衔接的核心问题之一是中长期物理执行合同到短时间尺度的合理分解。为缓解现货市场电价的剧烈波动和促进市场的平稳运行，建立了考虑余留现货竞价空间均衡化并兼顾各流域梯级水电站间合同分解公平性的中长期合同电量分解非线性规划模型。该模型考虑了梯级水电站间紧密的水力和电力联系以及合同电量的执行要求，并采用多项式拟合技术处理模型中多变量耦合非线性关系。文中以中国西南地区水电富集的云南电力市场为背景进行案例分析，结果表明该模型能够合理地分解各流域梯级水电站中长期交易合同，并为现货市场提供均衡化的竞价空间。

Abstract

One of the core issues in the connection between the medium- and long-term electricity market and the spot market is the reasonable decomposition of the medium- and long-term physical contract to the short-term time scale. In order to alleviate the drastic fluctuation of spot market price and promote the smooth operation of the market

a nonlinear programming model for the medium- and long-term contract energy decomposition is proposed considering the uniformization of the residue spot bidding space and the fairness of contracts decomposition among different cascade hydropower stations in each basin. The model takes into account the close hydraulic and electric connections between cascade hydropower stations and the execution requirements of the contract energy. The polynomial fitting technique is used to deal with the multi-variable coupling non-linear relationship in the model. A case study is carried out in the background of hydropower dominated Yunnan power market in Southwest China. The results show that the model can reasonably decompose the medium- and long-term transaction contracts of cascade hydropower stations in each basin and provide a balanced bidding space for the spot market.

关键词

Keywords

references

国家发展改革委，国家能源局 . 关于开展电力现货市场建设试点工作的通知［EB/OL］.［ 2018-01-16 ］. http：//www.ndrc.gov.cn/gzdt/201709/t20170905_860117.html http://www.ndrc.gov.cn/gzdt/201709/t20170905_860117.html .

National Development and Reform Commission ， National Energy Administration . Notice on launching pilot work of electricity spot market construction ［EB/OL］. ［ 2018-01-16 ］. http：//www.ndrc.gov.cn/gzdt/201709/t20170905_860117.html http://www.ndrc.gov.cn/gzdt/201709/t20170905_860117.html .

梁志飞，陈玮，张志翔，等 . 南方区域电力现货市场建设模式及路径探讨［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 16 - 21 .

LIANG Zhifei ， CHEN Wei ， ZHANG Zhixiang ， et al . Discussion on pattern and path of electricity spot market design in southern region of China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 16 - 21 .

邹鹏，陈启鑫，夏清，等 . 国外电力现货市场建设的逻辑分析及对中国的启示与建议［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 13 ）： 18 - 27 .

ZOU Peng ， CHEN Qixin ， XIA Qing ， et al . Logical analysis of electricity spot market design in foreign countries and enlightenment and policy suggestions for China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 13 ）： 18 - 27 .

郭鸿业，陈启鑫，钟海旺，等 . 基于标准化金融交割曲线的现货市场建设路径设计［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 17 ）： 1 - 8 .

GUO Hongye ， CHEN Qixin ， ZHONG Haiwang ， et al . Spot market mechanism design and path planning based on standard curve for financial delivery ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 17 ）： 1 - 8 .

刘光林 . 看电力现货试点运营之异同［J］. 中国电业， 2019 （ 7 ）： 28 - 31 .

LIU Guanglin . On the similarities and differences of electric power spot pilot operation ［J］. China Electric Power ， 2019 （ 7 ）： 28 - 31 .

南方能源监管局，广东省经济和信息化委，广东省发展改革委 . 关于征求南方（以广东起步）电力现货市场系列规则意见的通知［EB/OL］.［ 2018-08-31 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do ？pk= 402881 e56579be 6301658 d99ac 57001 f.

Southern Energy Regulatory Authority ， Guangdong Provincial Economic and Information Commission ， Guangdong Development and Reform Commission . Notice on soliciting opinions on series rules of spot market of electric power in South China （starting from Guangdong）［EB/OL］. ［ 2018-08-31 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do ？pk= 402881 e56579be 6301658 d99ac 57001 f.

骆子雅，季天瑶，荆朝霞，等 . 电力差价合约机制设计与应用［J］．电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2743 - 2751 ．

LUO Ziya ， JI Tianyao ， JING Zhaoxia ， et al . The design and application of contract for difference in electricity market ［J］． Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2743 - 2751 ．

国家能源局华北监管局 . 蒙西电力现货市场运营基本规则（征求意见稿）［EB/OL］.［ 2019-04-26 ］. http：//hbj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do http://hbj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do ？pk= 000000006b42ce 98016 b4ca51af 00019 .

North China Regulatory Bureau of National Energy Administration . Basic rules of Mengxi electric power spot market operation （draft for comments）［EB/OL］. ［ 2019-04-26 ］. http：//hbj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do http://hbj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do ？pk= 00000 0006 b42ce 98016 b4ca51af 00019 .

荆朝霞 . 电力市场中的物理合同和金融合同及其结算［EB/OL］.［ 2018-02-05 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/AXZZi7yILzPMXuDW7YMiA https://mp.weixin.qq.com/s/AXZZi7yILzPMXuDW7YMiA .

JING Zhaoxia . Physical contract and financial contract in electricity market and their settlement ［EB/OL］. ［ 2018-02-05 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/AXZZi7yILzPMXuDW7YMiA https://mp.weixin.qq.com/s/AXZZi7yILzPMXuDW7YMiA .

王漪，于继来，柳焯 . 基于月度竞价空间滚动均衡化的年中标电量分解［J］. 电力系统自动化， 2006 ， 30 （ 17 ）： 24 - 27 .

WANG Yi ， YU Jilai ， LIU Zhuo . Decomposition of yearly bidded volume based on roll-uniformization of monthly competitive bidding spaces ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2006 ， 30 （ 17 ）： 24 - 27 .

张力，刘俊勇，刘继春，等 . 火电机组年合同电量的编制与分解算法研究［J］. 继电器， 2007 ， 35 （ 4 ）： 64 - 69 .

ZHANG Li ， LIU Junyong ， LIU Jichun ， et al . Study on scheduling and resolution algorithm of annual contract volume for thermal power units ［J］. Relay ， 2007 ， 35 （ 4 ）： 64 - 69 .

杨莉，王乔来，胡朝阳 . 考虑公平及满意度的合同电量分解算法［J］. 电力系统保护与控制， 2012 ， 40 （ 19 ）： 30 - 36 .

YANG Li ， WANG Qiaolai ， HU Zhaoyang . Energy contract decomposition considering equity and satisfaction ［J］. Power System Protection and Control ， 2012 ， 40 （ 19 ）： 30 - 36 .

陈建华，杨莉，张宁，等 . 基于发电商申报的差价合同电量分解［J］. 电力系统自动化， 2009 ， 33 （ 3 ）： 30 - 34 .

CHEN Jianhua ， YANG Li ， ZHANG Ning ， et al . Decomposition of contract for difference based on generation companies’ declaration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2009 ， 33 （ 3 ）： 30 - 34 .

黎灿兵，胡亚杰，赵弘俊，等 . 合约电量分解通用模型与算法［J］. 电力系统自动化， 2007 ， 31 （ 11 ）： 26 - 30 .

LI Canbing ， HU Yajie ， ZHAO Hongjun ， et al . General model and algorithm for contract energy decomposition ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2007 ， 31 （ 11 ）： 26 - 30 .

陈雨果，王一，李嘉龙，等 . 双边交易合约电量的分解模型与结果评估［J］. 南方电网技术， 2015 ， 9 （ 8 ）： 32 - 37 .

CHEN Yuguo ， WANG Yi ， LI Jialong ， et al . Bilateral energy trade contract decomposition model and results evaluation ［J］. Southern Power System Technology ， 2015 ， 9 （ 8 ）： 32 - 37 .

苗树敏，罗彬，申建建，等 . 考虑市场过渡和中长期合约电量分解的水火电短期多目标发电调度［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 7 ）： 2221 - 2231 .

MIAO Shumin ， LUO Bin ， SHEN Jianjian ， et al . Short-term multi-objective hydro-thermal generation dispatch considering electricity market transition and mid- and long-term contract decomposition ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 7 ）： 2221 - 2231 .

吴刚，刘俊勇，向月，等 . 计及中长期合同电量分解和风电不确定性的电-气综合能源系统日前优化调度［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 8 ）： 1 - 8 .

WU Gang ， LIU Junyong ， XIANG Yue ， et al . Day-ahead optimal scheduling of integrated electricity and natural gas system with medium and long-term electricity contract decomposition and wind power uncertainties ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 1 - 8 .

陈建华，张宁，戴铁潮，等 . 确定性电量分解算法实证分析［J］. 电力系统自动化， 2008 ， 32 （ 2 ）： 21 - 25 .

CHEN Jianhua ， ZHANG Ning ， DAI Tiechao ， et al . Empirical analysis on the deterministic contract decomposition algorithm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2008 ， 32 （ 2 ）： 21 - 25 .

董力，高赐威，喻洁，等 . 考虑中长期电量合约分解的调频备用市场机制［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 14 ）： 61 - 66 .

DONG Li ， GAO Ciwei ， YU Jie ， et al . Frequency regulation reserve market mechanism considering decomposition of medium-term and long-term electricity contract ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 14 ）： 61 - 66 .

温丽丽，刘俊勇，吴志云，等 . 基于月度滚动修正的合同电量分解算法与应用［J］. 现代电力， 2008 ， 25 （ 1 ）： 82 - 87 .

WEN Lili ， LIU Junyong ， WU Zhiyun ， et al . Study and application of resolution algorithm of contract volume based on monthly rolling amendment ［J］. Modern Electric Power ， 2008 ， 25 （ 1 ）： 82 - 87 .

张少迪 . 基于CSS的年度合约电量分解方法［J］. 电力自动化设备， 2014 ， 34 （ 11 ）： 135 - 141 .

ZHANG Shaodi . Annual contract power decomposition method based on CSS ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2014 ， 34 （ 11 ）： 135 - 141 .

王良缘 . 基于粒子群优化的年度合同电量降维分解模型［J］. 电网与清洁能源， 2017 ， 33 （ 11 ）： 63 - 69 .

WANG Liangyuan . Dimensionality reduction model of annual contract electricity based on particle swarm optimization ［J］. Power System and Clean Energy ， 2017 ， 33 （ 11 ）： 63 - 69 .

王冠群，刘锋，梅生伟，等 . 合同电量优化分解模型及算法［J］. 电机与控制学报， 2012 ， 16 （ 7 ）： 58 - 64 .

WANG Guanqun ， LIU Feng ， MEI Shengwei ， et al . Optimization model and algorithm for contract energy decomposition ［J］. Electric Machines and Control ， 2012 ， 16 （ 7 ）： 58 - 64 .

苏鹏飞 . 考虑不确定性的合约电量分解策略研究［D］. 济南：山东大学， 2010 .

SU Pengfei . Study on the electric contract decomposition strategies considering uncertain factors ［D］. Jinan ： Shandong University ， 2010 .

周婷，王丽萍，苏学灵 . 水电站群年度期货电量的划分与分解［J］. 电力系统保护与控制， 2008 ， 36 （ 22 ）： 15 - 19 .

ZHOU Ting ， WANG Liping ， SU Xueling . Division and decomposition of annual future hydroelectric quantity in power market ［J］. Power System Protection and Control ， 2008 ， 36 （ 22 ）： 15 - 19 .

黄强，孙晓懿，张洪波，等 . 汉江上游梯级水电站合约电量确定及分解［J］. 水力发电学报， 2011 ， 30 （ 4 ）： 246 - 252 .

HUANG Qiang ， SUN Xiaoyi ， ZHANG Hongbo ， et al . Contract power output of the cascade power stations on the upper Hanjiang River ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering ， 2011 ， 30 （ 4 ）： 246 - 252 .

姜生斌，纪昌明，王蕊，等 . 水电站年度合同电量的月度分解研究［J］. 人民黄河， 2008 ， 30 （ 6 ）： 87 - 89 .

JIANG Shengbin ， JI Changming ， WANG Rui ， et al . Study on monthly decomposition of annual contract electricity of hydropower station ［J］. Yellow River ， 2008 ， 30 （ 6 ）： 87 - 89 .

原文林，曲晓宁，方洪斌，等 . 基于风险偏好的梯级水电站合约电量月度分解模型研究［J］. 水力发电学报， 2014 ， 33 （ 3 ）： 61 - 67 .

YUAN Wenlin ， QU Xiaoning ， FANG Hongbin ， et al . Study on monthly decomposition model of contract electric energy for cascade hydropower stations based on risk appetite ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering ， 2014 ， 33 （ 3 ）： 61 - 67 .

方洪斌 . 电力市场环境下梯级水库合约电量的确定及分解研究［D］. 郑州：郑州大学， 2012 .

FANG Hongbin . Study on the determination & decomposition of contract quantity on power market in cascade hydropower station ［D］. Zhengzhou ： Zhengzhou University ， 2012 .

丁军策，陈玮，季天瑶，等 . 中长期市场与现货市场的衔接——曲线分解［EB/OL］.［ 2019-02-25 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/CWqSV2t3fETF21JHQJkv6g https://mp.weixin.qq.com/s/CWqSV2t3fETF21JHQJkv6g .

DING Junce ， CHEN Wei ， JI Tianyao ， et al . The connection between medium- and long-term market and spot market—curve decomposition ［EB/OL］. ［ 2019-02-25 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/CWqSV2t3fETF21JHQJkv6g https://mp.weixin.qq.com/s/CWqSV2t3fETF21JHQJkv6g .

文福拴 . 电力市场环境下的合同分解及相关问题［EB/OL］.［ 2018-02-09 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/GAavxsWqwDC4X8Dt3zsoog https://mp.weixin.qq.com/s/GAavxsWqwDC4X8Dt3zsoog .

WEN Fushuan . Contract decomposition and related problems in electricity market ［EB/OL］. ［ 2018-02-09 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s/GAavxsWqwDC4X8Dt3zsoog https://mp.weixin.qq.com/s/GAavxsWqwDC4X8Dt3zsoog .

纪昌明，李传刚，刘晓勇，等 . 基于泛函分析思想的动态规划算法及其在水库调度中的应用研究［J］. 水利学报， 2016 ， 47 （ 1 ）： 1 - 9 .

JI Changming ， LI Chuangang ， LIU Xiaoyong ， et al . Research and application of dynamic programming algorithm in reservoir operation based on functional analysis ［J］. Journal of Hydraulic Engineering ， 2016 ， 47 （ 1 ）： 1 - 9 .

徐刚，马光文，涂扬举 . 蚁群算法求解梯级水电厂日竞价优化调度问题［J］. 水利学报， 2005 ， 36 （ 8 ）： 978 - 981 .

XU Gang ， MA Guangwen ， TU Yangju . Optimal operation of cascade hydropower plants in competitive electricity market based on ant colony algorithm ［J］. Journal of Hydraulic Engineering ， 2005 ， 36 （ 8 ）： 978 - 981 .

葛晓琳，张粒子，王春丽 . 多目标短期梯级水电优化调度混合整数模型［J］. 电力系统保护与控制， 2013 ， 41 （ 4 ）： 55 - 60 .

GE Xiaolin ， ZHANG Lizi ， WANG Chunli . Mixed integer model for multi-objective short-term cascaded hydropower optimal scheduling ［J］. Power System Protection and Control ， 2013 ， 41 （ 4 ）： 55 - 60 .

申建建，张秀飞，王健，等 . 求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 34 - 40 .

SHEN Jianjian ， ZHANG Xiufei ， WANG Jian ， et al . Mixed-integer nonlinear programming model for daily load optimization of hydropower plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 34 - 40 .

LIN Y ， SCHRAGE L . The global solver in the LINDO API ［J］. Optimization Methods and Software ， 2009 ， 24 （ 4/5 ）： 657 - 668 .

GAU C Y ， SCHRAGE L E . Implementation and testing of a branch-and-bound based method for deterministic global optimization： operations research applications ［J］. Frontiers in Global Optimization ， 2004 ， 1 ： 145 - 164 .

CHUNTIAN C ， FU C ， GANG L ， et al . Reform and renewables in China： the architecture of Yunnan’s hydropower dominated electricity market ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2018 ， 94 ： 682 - 693 .

BERTSEKAS D P ， TSITSIKLIS J N . Introduction to probability ［M］. Belmont ， USA： Athena Scientific ， 2002 .

周生奇，周雒维，孙鹏菊，等 . 基于曲线离散Fréchet距离的风电并网变流器中IGBT模块缺陷诊断方法［J］. 电力自动化设备， 2013 ， 33 （ 2 ）： 8 - 13 .

ZHOU Shengqi ， ZHOU Luowei ， SUN Pengju ， et al . Defect diagnosis based on discrete Fréchet distance of curves for IGBT module used in grid-connected converter of wind power ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2013 ， 33 （ 2 ）： 8 - 13 .

朱洁，黄樟灿，彭晓琳 . 基于离散Fréchet距离的判别曲线相似性的算法［J］. 武汉大学学报（理学版）， 2009 ， 55 （ 2 ）： 227 - 232 .

ZHU Jie ， HUANG Zhangcan ， PENG Xiaolin . Curve similarity judgment based on the discrete Fréchet distance ［J］. Journal of Wuhan University （Natural Science Edition）， 2009 ， 55 （ 2 ）： 227 - 232 .

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