需求側(cè)競價(jià)是基于綜合資源規(guī)劃理論的電力需求側(cè)響應(yīng)模式,也是電力需求側(cè)管理的一種實(shí)施機(jī)制。在實(shí)際的電力市場交易中,發(fā)電側(cè)競價(jià)上網(wǎng),調(diào)度機(jī)構(gòu)也只是在滿足預(yù)測負(fù)荷的前提下使購電成本最小。在這種情況下,電力需求彈性基本為零,用戶電價(jià)受到嚴(yán)格管制,使得市場依然具有很強(qiáng)的壟斷勢力,上網(wǎng)電價(jià)容易出現(xiàn)很大波動(dòng)進(jìn)而影響市場穩(wěn)定。本文主要研究考慮需求側(cè)競價(jià)的日前市場的報(bào)價(jià)方式、出清模型及出清算法。算法上的改進(jìn)在于采用了基于實(shí)數(shù)矩陣編碼的遺傳算法,并與傳統(tǒng)線性規(guī)劃相結(jié)合進(jìn)行日前市場出清模型的求解。
1基于線性規(guī)劃的功率最優(yōu)分配
實(shí)數(shù)矩陣編碼方式遺傳算法求解日前市場出清過程中,將交易組合編碼及功率分配編碼組成了一條基因鏈,但在迭代搜索時(shí),實(shí)際上是運(yùn)行了兩層遺傳算法,即先對交易組合初始化并調(diào)整檢驗(yàn)是否可行,之后在此組合下用遺傳算法的具體操作進(jìn)行功率分配。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于充分的利用遺傳算法的全局最優(yōu)搜索能力,在編碼方式上由于采用了實(shí)數(shù)矩陣形式而得以簡化?;谝陨峡紤],借鑒傳統(tǒng)發(fā)電側(cè)日前市場出清算法,本文將采用線性規(guī)劃求解功率最優(yōu)分配問題。由于在處理約束條件時(shí),變量的范圍是有上下界的,所以本文線性規(guī)劃為有界線性規(guī)劃,有界線性規(guī)劃模型的解法主要為有界變量單純形法。在用線性規(guī)劃求解功率分配時(shí)需要在固定的交易組合下進(jìn)行,因此求解考慮需求側(cè)競價(jià)的日前市場出清整體思路是將遺傳算法和線性規(guī)劃嵌套進(jìn)行求解,即用遺傳算法求解交易組合,在已知交易組合的情況下用線性規(guī)劃進(jìn)行功率優(yōu)化分配。
在用遺傳算法確定了交易組合方式后,功率的分配通過求解以下目標(biāo)函數(shù)及約束條件獲得。
2算例分析
本算例的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型采用IEEE 14節(jié)點(diǎn)模型,4個(gè)節(jié)點(diǎn)為發(fā)電機(jī)組,1節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn),負(fù)荷點(diǎn)11個(gè),作為系統(tǒng)內(nèi)的需求側(cè)用戶。則日前市場上共有4個(gè)發(fā)電商(假設(shè)每個(gè)發(fā)電商有一臺機(jī)組參與競爭)與11個(gè)需求側(cè)用戶進(jìn)行日前市場交易。為說明問題方便,本文設(shè)交易雙方任意時(shí)段內(nèi)的報(bào)價(jià)段數(shù)最多為2段,即在一個(gè)時(shí)段內(nèi)最多擁有兩個(gè)虛擬機(jī)組或虛擬用戶。全交易日分為48個(gè)時(shí)段出清,交易中心接收的原始報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)機(jī)組參數(shù)可參考程序中的算例,本算例將就不考慮和考慮系統(tǒng)安全約束兩種情況分別進(jìn)行日前市場出清,并對結(jié)果做比較分析。
在遺傳算法的參數(shù)選擇上,本文定義種群規(guī)模為200,交叉概率為0.8,變異概率為0.1,最大遺傳代數(shù)為100。使用Matlab R2008a編程進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)。如考慮系統(tǒng)安全約束條件,則對線性規(guī)劃產(chǎn)生的功率分配進(jìn)行潮流計(jì)算,根據(jù)是否存在線路潮流越限來判斷交易組合方式,若存在越限則調(diào)整交易組合直至滿足系統(tǒng)安全約束條件。通過實(shí)際驗(yàn)證,可以看出本文算法的收斂性較好,在遺傳了20多代后即尋得相對最優(yōu)解。通過本算例的說明,證明了遺傳算法與線性規(guī)劃的結(jié)合在求解考慮需求側(cè)競價(jià)的日前市場出清模型上的有效性。在算法計(jì)算時(shí)間上,也可以看出算法具有實(shí)際可行性,但仍需要改進(jìn)優(yōu)化,以進(jìn)一步提高計(jì)算效率。