中国电力市场正面临着重大变革，其中一项就是自由的电力交易。电力公司，致力于对电网以及能源趸售市场的可靠管理，以鼓励企业之间自由电力交易，从而使跨省输电更加频繁，使更多的市场参与者加入电力市场竞争。

电力公司也承担电网调度工作，在自由电力交易变革中，亟需升级交易平台服务以满足管辖范围内的电力市场运作。围绕此目标，迫切需要上线一套以保障电力系统安全运行为前提，同时满足机组组合、经济调度和出清定价的电力市场出清新平台。

清能互联自2016年开始专注于电力系统市场化运作。这个项目需要打造电力市场出清优化平台，以运行日前安全约束机组组合、实时安全约束经济调度和节点电价出清。基础的机组组合、经济调度和电价出清，都属于运筹优化技术在电力市场中的复杂应用，即数学上用目标函数和约束条件构建优化问题，适当地用计算算法把构建的MIP和LP问题程序化，最终调用求解器优化问题。数学模型中的目标函数和多种约束条件构成的MIP模型首先决定日前机组组合，考虑的约束包括旋转备用、梯级水电、需求侧响应等。随后，求解内嵌的LP问题获得日内经济调度和出清电价。最终，完成交流潮流校核以确保结果可实际部署。

其中在保障安全的前提下计算日前机组组合、实时经济调度和出清电价，是众多问题之一。最大的挑战来自优化SCUC的计算时间。此间的SCUC是一个具有多种复杂约束的大规模混合整数规划问题，尤其梯级水电不等式，严重地增加求解时间。

清能互联为支撑中国电力改制后的能量市场，开发应用了能量市场出清软件。日前和实时的能量市场允许更广泛的发电企业基于发电和负荷需求以更高效的方式交易和分享能源资源，包括风电光伏等可再生能源。清能互联的软件是能量市场系统的核心部件，其允许电网调度以15分钟间隔分析电网能量需求，并且在保障电网安全的前提下为火电、核电、水电机组满足负荷而决策最小发电成本的机组组合。该软件为调度员提供了对电网的深入洞察，以满足对能量市场发电和负荷的监测。

以最小发电成本为目标的日前和实时能量市场模型，可以归结为两个连续的优化问题，流程中需要做两次决策：1、机组组合，2、经济调度。

由于存在复杂的费用和多重加权惩罚因子，第一个优化问题是一个以预测负荷作为需求的复杂的时序混合整数规划问题。该优化问题拥有两种主流约束：物理约束和经济约束。物理约束包含能量平衡，发电界限，潮流界限，爬坡界限，最小连续启停时间界限，正负备用，旋转备用，梯级水电等约束。经济约束包含分段出力成本，启停成本，空载成本等约束。最终的目标函数是求日前能量市场的最小运行成本。

由于更少的变量和约束，第二个问题是一个相对简单的时序线性规划问题，其目标函数是求实时能量市场的最小化运行成本。对大多数商业求解器而言，第二个模型的求解时间都在十几秒以内，计算时间满足电网调度要求的刷新率(每15分钟)，因此清能互联主要关注日前机组组合模型。

日前机组组合模型以15分钟为1个时段，计算未来24小时的机组组合，且对松弛约束考虑分数量级的惩罚因子。对于典型规模电力系统，这会产生一个具有60万行，100万列，包含450万非零项，且拥有80万连续变量和16万0/1变量的混合整数规划问题。电网调度期望该模型于40分钟内算完，使得这项任务更具挑战性。

经过对多个商业优化器的综合测评，电网出清平台选择了Gurobi做为核心优化引擎。除了软件性能考虑之外，选择也基于以下几个技术因素：

研发团队对于添加割平面约束后混合整数规划模型的最优性进行了测试。有些求解器切除很多极值后给出一个较差的最优解，Gurobi却始终保持可行域等效且呈现正确的最优解。

出清平台也有一些服务于新能源消纳的大规模二次规划模型，Gurobi的内点算法总是表现得更好。

Gurobi的C++回调函数功能极大简化开发人员对优化过程的调控管理，例如可以轻易修改搜索节点的优先度。

Gurobi优化器是清能互联电力市场出清平台的核心部件。该平台应用预测的负荷，分段出力成本，传输线容量和拓扑，以及机组物理特性等构建以最小发电成本目标的未来24小时机组组合与15分钟刷新率的实时经济调度。

平台内嵌的安全约束机组组合优化模型调用Gurobi优化器求解最小运行成本和机组组合。之后求解内嵌的安全约束经济调度模型以决策各节点的节点电价，各机组的出力，各传输线上的潮流等。最终，上述两种模型通过清能互联的算法与交流潮流校核，混合整数规划加速方法，日志文件和用户界面结合形成可视化软件平台。

典型应用区域的年发电费用约数百亿美元，电力市场出清平台可以通过优化使其节约3%。此外清能互联为客户提供优质的售后服务，不仅包含基础的维护和补丁，还包括未来应用紧缩/刻面约束等的高阶升级。

同时清能互联与Gurobi优化团队保持长期良好的合作。Gurobi为清能互联提供稳健、可靠、高效的求解器、售后升级、以及培训项目。

清能互联是中国杰出的电力行业软件供应商。我们专注于以运筹优化为电力市场赋能，以人工智能为智能电网助力，以数据分析促进透明电网的构建。同时我们也是针对中国电力市场解读规则政策并且应用运筹优化的先行者。我们以战略咨询、数学建模、运筹优化、云计算、系统集成等多种形式为电网调度、发电企业和市场参与者提供定制化服务。我们的优势产品包括电力市场出清算法和系统、电力系统调度运行优化系统、发电企业交易决策系统、电力用户耗能优化系统等。

产品包括用于能源市场和竞价战略的数学建模和算法引擎，解读市场规则、法规、政策的战略咨询，多维度的电力系统规划和可靠性研究，基于N-1故障的交流潮流校核，电力系统项目工程管理，以及用于负荷预测和价格预测的大数据分析。客户主要来自电网调度、发电企业、电厂和电力市场竞争下的市场参与者。清能互联的收益主要来自2种途径：1.与电网调度和发电企业签订的提供商业软件和云计算服务的合同；2.与电网调度、发电企业、市场参与者和能源投资商签订的提供市场趋势战略咨询服务的合同。