计及随机和风险因素的梯级水电调度交易优化模型和方法

我国电力市场化改革不断推进,使梯级水电如何在市场环境下安排出力计划、合理组织参与各类交易及风险评估成为亟需解决的问题。探讨了梯级水电参与电力市场过程中不确定性因素带来的收益风险,构建了包含中长期调度计划和电量优化分配的决策框架。中长期调度优化年度发电计划为电量分配提供参考;电量优化分配中全面考虑电价波动性、径流随机性导致实发电量不确定性等随机变量信息,采用Va R模型度量收益风险,应用序列运算理论将多随机变量概率性序列归并为交易组合收益概率性序列,从而直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。最后以某梯级水电站为例,模拟市场交易场景,结果表明:所提方法和模型可方便地求解交易组合收益风险,计算速度和精度均满足工程应用要求。     

基于IGDT的梯级水电多元市场下中期运行风险度量方法

如何考虑日径流与市场出清电价的不确定性风险,得到相应变量的波动范围,并制定满足不同预期收益的中期调度运行方案,是梯级水电站市场化运行亟待解决的难点之一。该文结合西南某以水电为主导地位的电力市场结构和交易结算规则,建立基于信息间隙决策理论(informationgap decision-makingtheory,IGDT)的梯级水电站中期运行风险度量方法:针对水电参与市场的主要不确定性,采用IGDT进行建模得到下层求解最小/最大售电收益、上层求解变量对应最大/最小波动范围的双层模型,然后进行转换得到等价的单层模型,实现模型的求解。所提方法考虑了径流与电价对梯级水电站中期运行的影响,无需获取不确定变量概率分布,在保证调度结果精确性的基础上降低了计算复杂性,能够为调度运行提供合理的决策基础。以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例,进行仿真分析,结果表明,所提方法能够获得满足不同预期收益目标下径流与电价的最大/最小波动范围,同时对比考虑不同变量不确定性的情况并对其产生的影响进行定量比较,不同风险偏好的梯级水电站决策者可由此评价不同的方案,并采取相应的方案来进行中期优化调度保证期望收益。     

考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变量,根据信息间隙决策理论得到鲁棒模型中满足预期收益的变量的最大波动范围,再利用前景理论在该范围内构建一种计及决策者心理因素的竞价策略模型.以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例进行仿真分析,结果表明所提方法可提供不同预期收益目标下日径流与市场电价波动范围,并且可在该范围内根据决策者不同的风险偏好程度制定合理的申报决策与运行方案.     

流域梯级水电站中长期调度与跨价区交易组合双层优化模型

随着我国新一轮电改不断推进,流域梯级水电参与电力市场成为大势所趋。如何在市场环境下安排梯级水电出力计划、合理组织参与各类交易,促进水电大范围消纳成为亟需解决的问题。该文探讨了梯级水电参与现货市场及合约市场的交易框架,并对现货交易及跨价区合约交易面临的风险聚焦分析;构建双层优化模型:上层为中长期优化调度层,根据径流和交易价格预测,及调度规律制定梯级水电站出力计划,挖掘水电效益空间;下层为电量分配风险决策层,组织各时段电量计划参与多种交易,采用多时段条件风险价值模型度量交易组合的价格风险及跨价区交易阻塞风险,寻求收益和风险的合理决策。最后,以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例,模拟市场交易场景验证所提模型和方法的有效性,为梯级水电站参与电力市场调度决策和风险评估提供参考。     

计及风险的多尺度电力市场下梯级水电月度发电计划制定方法

我国已经初步建立起以中长期电能交易为主的多元电力市场,发电企业如何应对多尺度市场条件下多市场电价、履约耦合和市场风险成为亟待解决的关键问题。该文以水电占主导地位的云南电力市场为背景,提出了计及风险的多尺度电力市场条件下梯级水电月度发电计划制定方法。该方法从市场结构和结算规则出发,构建了收益–风险兼顾的发电计划模型,并引入广义析取规划及线性化技术将原始模型转化为混合整数线性规划模型予以求解。在澜沧江流域梯级水电站的实例应用表明,所提方法能够引导梯级水电响应市场价格变化,通过优化电量分配获取高额收益,并利用组合市场有效规避风险。该文为梯级水电应对新市场问题提供了一种有效解决途径。     

考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法EI北大核心CSCD

径流和电价不确定性是梯级水电站参与电力市场面临的主要问题,中长期合约分时段签约增加了电价不确定性和分段复杂性,如何评估分段电价的不确定性风险,确定水电企业竞价策略是亟需解决的问题。该文结合云南电力市场的交易规则,提出一种考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法。首先,结合差价合约结算规则,建立梯级水电站月度分时优化调度模型,确定基础收益和日电量。然后,建立基于信息间隙决策理论的分段电价分段鲁棒模型,对各个分段电价分别进行分段鲁棒优化,以各个分段电价波动幅值总和最大为目标,进行模型求解以及风险分析。最后,以澜沧江下游水电站实际资料为例,进行算例仿真,证明所提方法的有效性。     

计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

在电力现货市场试点建设的背景下,如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场,提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度,考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价,以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性,并引入条件风险价值作为风险评估指标,以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标,通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后,以某梯级水电站进行模拟仿真,算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。     

基于两阶段随机规划的虚拟电厂优化交易策略

针对市场电价以及可再生能源(renewable energy sources,RES)出力的不确定性,文章以虚拟电厂(virtual pow er plant,VPP)模式聚合分布式能源(电动汽车、需求响应等)参与电力市场交易,通过分布式能源间的协调优化互补,提升虚拟电厂出力稳定性和市场竞争力。采用多场景法模拟日前市场出清电价和风电的不确定性,以虚拟电厂运行效益最大化为目标,构建基于两阶段随机规划的虚拟电厂最优交易策略模型,其中第一阶段日前市场考虑出清电价的不确定性,第二阶段平衡市场考虑风电出力的随机性。此外,利用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)来度量交易策略风险,从而实现经济性和风险的偏好选择。最后,通过算例分析了不确定性和风险偏好对虚拟电厂收益以及风险损失的影响,为不同风险偏好主体提供参考。     

基于Delta模型的水电厂短期金融风险评估

评估因径流和电价的不确定性带来的风险,是水电厂在参与电力市场竞争必须考虑的一个重要问题.考虑影响水电厂收益的各种风险,主要包括水电厂参与竞价的电价风险和由于季节等因素引起的电量不确定性风险及它们之间的相关性,提出了计算电力市场VaR的方差-协方差参数法模型并结合具体实例对水电厂的收益进行了短期金融风险评估.分析结果表明,方差-协方差参数法能较好预测第二天竞价机组的清除电价,为水电厂更准确地降低收益风险值打好基础.     

基于Delta模型的水电厂短期金融风险评估

评估因径流和电价的不确定性带来的风险,是水电厂在参与电力市场竞争必须考虑的一个重要问题。考虑影响水电厂收益的各种风险,主要包括水电厂参与竞价的电价风险和由于季节等因素引起的电量不确定性风险及它们之间的相关性,提出了计算电力市场VaR的方差-协方差参数法模型并结合具体实例对水电厂的收益进行了短期金融风险评估。分析结果表明,方差-协方差参数法能较好预测第二天竞价机组的清除电价,为水电厂更准确地降低收益风险值打好基础。     

电力市场中梯级水电站组合交易策略研究

电力市场中梯级水电站担负着系统调峰、备用等功能,由于梯级水电站受到丰水、枯水季节变化,自身发电效率降低,进而影响其在市场中的交易.针对梯级水电站自身入库径流随机性,汛期需要兼顾防洪、发电、航运等等不确定因素以及市场中的电价波动等等特点,提出把梯级水电站交易方式按照时间先后尺度分为上下两层,每层采用序贯决策中的Markov决策,把梯级水电站的在电力市场中的交易过程描述为多时间尺度的Markov动态决策,以构建梯级水电站在市场中交易的序贯决策模型.根据系统负荷需求与梯级自身发电容量限制,采用随机动态规划算法优化各层的交易决策变量、梯级各电站出力过程,以实现梯级水电站期望收益最大目标.实例表明该方法具有很好的实用价值.     

兼顾激励相容的水电富集电网中长期电力市场交易模型

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。     

促进新能源消纳的自备电厂参与替代交易风险管理研究

由于市场价格等因素的不确定性,自备电厂企业在参与替代交易中需要综合考虑利润和风险的均衡问题。考虑电价风险、电量风险、燃煤成本等主要风险,利用金融管理当中的效用函数和CVaR方法,建立自备电厂企业的风险评估决策模型。通过二次规划求解参与替代交易的电量在不同市场环境的最优分配系数和CVaR值。分析了决策者的不同风险厌恶度、违约行为、燃煤成本变化对交易的电量分配系数、期望利润、CVaR值的影响。研究表明,该模型能够准确反映自备电厂企业不同交易策略所带来的收益和自备电厂企业参与替代交易面临的风险大小,使交易收益最大化、风险最小化。     

多运营主体梯级水电站参与的日前市场出清模型

中国普遍存在梯级水电上、下游电站隶属不同运营主体的现象,各电站独立参与现货市场竞价时,调节性能欠佳的下游电站可发电量由上游电站中标电量决定,面临中标电量与实发电量匹配失衡的问题,导致交易结果难以执行,不利于市场稳定和水电资源利用。为此,文中研究了多运营主体流域梯级水电站参与的日前市场出清模型,下游电站作为价格接受者,无需申报电量,其电量通过上、下游电站水力耦合关系,表示为关于上游电站申报电量的线性函数,嵌入日前出清优化模型,实现上、下游电站联合出清。重点探讨上、下游电站之间水流时滞对下游电站运行的影响,并在日前市场出清中予以考虑。最后,以包含6家发电商和8家购电商的系统为例,模拟日前市场竞价场景,结果表明:该出清模型能有效缓解下游电站独立参与电力市场面临的发电量匹配失衡问题。     

统一结算点电价机制下金融输电权的交易模拟与结算风险评估

基于节点边际电价构建的电力市场体系通常开设金融输电权(FTR)市场,为市场成员提供规避空间价格风险的金融工具。市场建设初期,广东电力现货市场用户侧在统一结算点电价机制下进行结算,和传统节点边际电价机制下的FTR市场相比,可能导致结算环节存在资金不平衡的风险。为此,文中首先对比分析了传统节点边际电价和统一结算点电价这2种机制下FTR结算的异同,构建了FTR结算的数学模型。然后,理论推导了2种电价机制下FTR收益的差异,提出了FTR的交易模拟与同时可行性检验方法。基于IEEE 30节点系统开展FTR交易模拟,分析了2种电价机制下FTR收益差形成的原因,并对FTR市场交易收支不平衡风险进行了评估分析。最后,为统一结算点电价机制下开展FTR市场建设提出了相关建议。     

市场环境下水电站发电风险调度问题研究

市场环境下，研究水电站发电风险调度问题，尽可能地得到水电站的可发电量及不同电量相应的风险率，为水电公司在期货（合约）市场上签订售电合同时提供决策依据，是非常必要的。文中探讨了市场环境下水电站发电风险调度问题，建立了双风险因子的数学模型，并首次运用改进的一次二阶矩法对此模型进行解算，得到了效益与风险的定量关系。实例研究表明该模型及其解算方法是可行与有效的。     

电力市场中的水电机组优化调度模型

首先建立了一种完全竞争电力市场环境下的水电机组线性优化调度模型，既考虑了电厂运行的技术和物理约束，也考虑了用水的持续综合效益。然后提出了一种新的水价值估计方法，可用于指导电厂确定自身的报价是否合适，从而提高中标机会。针对调度模型的结构特点采用变量有界的单纯形算法对其进行求解，使整个计算过程简单快速。采用上述方法对某实际水电厂进行了仿真计算，结果表明本文推荐的模型中电价对资源的利用具有引导作用，当计及蓄能效益时，虽然计划期内的发电效益下降，但总体效益增加，这说明该模型是可行有效的。     

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。