日前和实时市场统一电能交易模型

分析了目前电力市场普遍存在的由日前市场和实时市场组成的2市场分开交易模式,指出针对这种2市场分开竞价的分开优化调度的设计机制并不是最经济的。针对负荷需求的随机性,提出协调考虑日前市场和实时市场的统一电能交易新构思,即仍沿袭2市场采用不同的结算电价(日前统一清除价和实时电价)的模式,统一建立2市场总的购电费用模型,通过优化日前电能交易量,达到总体购买费用最低。基于随机负荷需求,建立了2市场统一协调的电能交易模型(unifiedenergytradingmodel,UETM),论述了按照UETM交易的总购电费用不高于常规的2市场分开交易的结果,对UETM的求解算法进行了探讨,并用一简单算例说明了UETM能给出更经济的交易结果,最后对UETM的特点和适用范围进行了探讨。     

计及电动汽车用户响应特性的充电站实时电能共享机制

电动汽车用户参与本地充电站电能共享既能满足充电站电能共享需求,也能通过优化配置本地电能资源给参与者带来收益。考虑到传统电力市场准入门槛高、交易成本高等问题限制了本地电能共享,文中计及电动汽车用户响应特性,提出了基于价格一致性的充电站实时电能共享机制。首先,计及道路拥堵情况、预共享电价、节点边际电价和用户充放电成本效用参数等电动汽车用户驾驶行为影响因素,建立了电动汽车用户选择模型。接着,在本地电能共享网络中,推导了集中式调度模式下社会福利最大化模型的对偶问题,进而提出了基于价格一致性的实时电能共享机制,以共享电价作为一致性变量,参与者间通过信息交互达成价格认同,最终实现电能共享社会福利最大化。最后,在路网-电网-电能共享网络耦合系统中进行了仿真。仿真结果表明,道路通行时间和预共享电价对电动汽车用户选择行为影响最大,高充电效用和低放电成本的电动汽车用户参与充电站电能共享能够同时提升个体和整体经济效益。     

交直流电力网络源流电能分配关系解析

瞬时值解析方式虽更易于厘清电气源流间的瞬时分配关系,但若将其直接应用于分析大型交直流电网源流电能分配关系(EDR),则仍存在计算量大、与常用关口式电能计量模式不兼容的问题。为此,提出了一种解析EDR的方法。推导了关于交流支路源-流对的瞬时电流和功率及周期电能分配关系式,提出了计算直达能量成分及其能耗的方法,并采用等效虚拟交流化的方式将其拓展应用于直流支路源-流对。在此基础上,提出了能够计算任一网络源-流对所有关联路径链的EDR正反向追踪算法。算例表明,该方法能够计算全网级的EDR,可为研发智能电网能流和非能流综合分析与核算系统提供技术支撑。     

以无线电电力负荷监控系统为骨架探讨我国的用户信息系统

在电力市场的运作环境下,需要两个实时信息系统,以支持Ｐｏｏｌｉｎｇ（电力库）的运作或交易,如实时电价的计算〔１〕,电能计量数据采集,实时电价（或峰谷电价）、可中断电价等电网信息同用户的交流,电力买、卖交易等。这两个实时信息系统对于保证电网安全性、可靠...     

弱中心化的区块链技术在能源互联网交易体系中的应用分析

本文结合区块链技术,提出弱中心化的能量交易系统的框架,探索在电源、电网、负荷之间的能量与信息复杂交互的情况下未来能源互联网中的能源交易系统。分析了与电源和电网进行良性有效互动时,对于能源互联网的各种智慧能源方案,深刻剖析了区块链的技术原理和能源互联网运行特性,总结出能源互联网与区块链技术耦合需求,结合区块链具有可信计量、广泛交易、智能合约控制、分布决策以及广域融合的特性,阐释了区块链与能源互联网特征的一致性,以及技术耦合特性,明确区块链技术在能源互联网中的定位,结合能源互联网中能源交易的去中心化的特征,构建了弱中心化的区块链能源网交易体系。最后,分析总结了区块链技术框架下能源互联网交易体系待解决的关键技术。     

基于区块链的电力现货交易市场研究

新一轮电改要求还原电力商品属性,构建交易部分去中心化下"多卖方–多买方"的竞争性电力现货市场,力求形成体现时间和位置特性的"源–售–荷"双侧日内分时电价机制。但电力现货市场面临跨区域交易管制、能源类型与交易优先权、智能交易模式、协同调度与物理约束、行业与政府监管、金融结算和政策补贴等制约因素。该文基于区块链与电力现货市场体系相似的网络拓扑形态,针对电力现货市场交易的智能性、实时性和安全性等需求,分析日内分时电价的制约因素,设计区块链架构下的电力现货实时调度交易及监管模型,阐述该模型的交易流程和运行机制,及其对电力现货价格的影响。通过智能合约,将基于粒子群算法的多目标搜索优化算法进行程序化的脚本运行,实现放开电量下的售电公司多选择最优购电方案的制定,并通过能源交易互联网进行信息交互,保障交易信息的实时性,提高交易效率,为清洁能源电厂及时调整交易价格提供了数据信息,可为实现调度交易部分去中心化下电力现货市场的运行提供参考。     

基于费用流法的输电网节点电力成本分析

电力市场环境下，输电网的节点成本与发电上网电价和输电成本有关，而这两者对节点电力成本的影响又与潮流分布有密切关系，因此，确定各负荷节点的电力成本是一个十分复杂的问题，该文提出了费用流的概念，把功率看作是费用的载体，从经济意义上分析了费用 在输电网络中流动的机理，并构建了一种输电网节点电力成本分析模型，既能分析包括发电成本和输电成本的节点单位电力成本，也能单独分析各项成本对单位电力成本的影响；通过费用流追踪，展现出包括网损功率在内的发电功率和负荷功率之间的直接关系，清楚地表示了负荷节点单位电力成本的构成，其特点是计算简捷，物理概念清楚而又不依赖于任何功率分配的假设。     

考虑风光利用率和含氢能流的多能流综合能源系统规划

传统多能流综合能源系统往往面临绿色可再生能源装机比例低、利用率低的问题,同时氢燃料汽车的逐渐普及将增加对氢能的需求,将电能转化为氢能是满足交通部门潜在氢需求的有效途径。针对风光装机比例低、利用率低和氢能需求的问题,提出了一种考虑风光利用率和含氢能流的多能流综合能源系统规划方法。首先,计及氢能流构建了电/热/冷/氢多能流综合能源系统。其次,考虑系统年投资费用、运行费用和风光利用率的多目标,构建双层规划-调度模型,以电、热、冷、氢等4种形式能量平衡和元件工作特性为约束,采用非支配性排序遗传算法和商用求解器结合的混合智能算法进行求解。最后,以某地区实际工业园区为例,对所提方法进行验证。案例结果分析表明所提出的方法可有效降低系统年总投资成本,显著提高风光装机比例和利用率,提高系统运行稳定性和经济性。     

计及静态安全因素的电-热多能流计算方法

多能流含义为多种类型的能量流,包括能量流的相互耦合、转换和传输,例如冷、热、电、气等多种能源形式。其中以电热联供为代表的电热耦合多能流系统发展最为迅速,带来诸多效益的同时也使安全问题更加突出。文中考虑安全因素提出电-热多能流系统计算方法。建立电力网络、热力网络模型、耦合元件模型,基于安全因素考虑构建预想故障集合,采用分布式顺序潮流求解算法进行求解。针对电力网络中并网和孤岛两种运行方式进行分析,通过实际算例验证了所提算法的优越性。     

考虑阻塞管理的发电权交易模型及其网络流算法

发电权交易能够提高电力交易的适应性,降低煤耗与排放量。该文深入分析了发电权交易的深刻意义与背景,比较了其在阻塞管理方面与传统方法所不同的特点。在此基础之上,建立以电量为交易对象、直接考虑阻塞管理的发电权交易模型;根据模型中交易匹配的特性,提出了基于网络流技术的求解算法,并采用决策树的方法从理论上证明了社会福利最优性。该方法具有交易过程清晰、交易算法透明、计算速度快的特点,同时,优化过程中所产生的丰富的市场信息具有明确的物理意义和经济意义。     

基于目标级联的分布式交易模型的虚拟电厂运行优化策略

过去相关文献主要集中考虑虚拟电厂的经济运行。弃风弃光现象在实际操作中不可避免,不利于新能源的消纳。配电网作为传统交易模式下的运营主体,兼顾电网调度和经济交易管理的双重角色,为减少重要商业信息的传递并促进新能源消纳,提出了一种结合目标级联法求解的分布式交易模型。首先,建立差异性价格模型并据此建立集中交易模型,利用拉格朗日分解法将配电网运营商与各虚拟电厂运营商之间的耦合变量约束引入集中交易模型,建立分布式交易模型,并采用目标级联法进行求解。在减少弃风和弃光现象的同时,减少信息传递并提高安全性。最后,在69节点测试系统中验证了提出方法的有效性和实用性。     

计及电热耦合的潮流数学模型与算法

电热协调（ETC）理论的提出对实时环境下输电元件载荷能力的有效利用具有重要意义,但由于电与热之间的紧密耦合,使电力系统的潮流计算变得复杂,文中针对该问题进行了深入研究。将输电线路热动态微分方程引入到现有的电力系统潮流模型之中,利用隐式梯形的差分方法将该微分方程代数化,使输电线路温度成为电力系统运行的一个新的状态量,从而提出了计及电热耦合的潮流计算数学模型,并在推导得到牛顿法求解该模型的修正方程基础上,进一步提出了适应电热耦合处理的简化计算方法,该模型和算法实现了电气量和其温度的统一处理,不仅反映潮流的电的信息,而且能够提供输电线路热惯性的动态过程,即温度变化信息,从而实现输电线路载荷能力由温度评判的目的。最后通过算例分析验证了该模型和算法的有效性,为进一步开展电力系统运行调度中的电热协调理论研究奠定了基础。     

考虑网损的配电节点电价模型及迭代计算方法

在分布式电源装机容量快速增长的背景下，建立本地电力市场可促进分布式机组出力的消纳和配电网的优化运行。文章提出了适用于本地市场竞价出清的配电节点电价（distribution locational marginal pricing，DLMP）模型，将其分解为有功价格分量、无功价格分量、网损价格分量、电压支撑价格分量以及阻塞价格分量，可量化各分量对节点电价的贡献。同时采用迭代算法对该模型进行求解，通过市场出清模型与交流潮流的迭代计算克服线性化节点电价模型对预设网损因子的依赖。通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析，验证了所提模型的有效性和所提算法的准确性。     

考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO₂排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统“以热定电”和“以电定热”运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。     

用潮流追踪研究电力市场中的市场力

在研究电力市场中的市场力的时候，经常使用经济学中的市场集中度指标(HHI)为市场力甄别的一个基准或市场力检测的粗略扫描工具。直接应用传统的HHI分析电力市场中的市场力具有很多不足之处。例如不能计及网络运行状态、输电阻塞的影响等。针对这种情况，结合电力系统特殊性，提出了基于潮流追踪方法计算HHI的概念和设想，并提出了NHHI和SHHI两个指标。应用一个19节点26条支路的电力系统，进行计算分析，验证了所提出的方法的有效性和实用性。     

跨省跨区交易穿越线损补偿方法

跨省跨区电力交易可能加重电量承运电网的系统损耗,进而对电量承运主体的经济利益造成影响,为了推进跨省跨区交易工作的开展,实现更大范围的资源优化配置,保障电量承运主体的利益,基于路径法与平均网损分摊法的思想,提出了跨省跨区交易穿越线损补偿方法。本着“谁受益,谁承担”、“谁资产,补偿谁”的原则,明晰了穿越线损的补偿途径,阐述...     

从变压器经济运行分析现行电价制度的合理性

目前电价政策存在不合理之处，诱导用户在高负荷状态下运行，增加了变压器和电网的损耗，对配电变压器的经济运行极为不利。结合实例对现行两部制电价的合理性及存在的问题(即按照变压电容量计费)进行了深入的分析，提出了按照最大需量计费的调整建议。使电费与变压器容量不再发生联系，促使用户实行变压器经济运行，从而大幅度降低配电变压器年电能损耗，进而实现整个配电网络降损节能，为国家节约大量电能。     

多虚拟电厂日前随机博弈与实时变时间尺度优化方法

针对虚拟电厂(VPP)的运营性能存在多元信息风险、调度灵活性受限等问题，提出计及网络约束的多VPP日前随机博弈与实时变时间尺度优化方法。为应对VPP日前运行中面临的多种风险，综合考虑VPP内随机预测信息的概率分布及调节水平，建立风险效用模型，定量刻画各时段各元件及VPP整体的风险水平。考虑VPP的跨地域特性，构建网络相关约束及过网费与报价的动态耦合约束，建立更具可行性的日前电能交易模型。针对实时预测信息的更新和波动，考虑调度偏差减少率与综合成本增加率的博弈，建立实时变时间尺度优化模型。最后，仿真验证了所提方法能有效适应多种不确定性运行场景，在保证经济性的同时提升了功率曲线跟踪能力。     

基于去中心化交易模式的充电站日前购电策略

电动汽车充电站大规模建设下,协调充电站的充电功率对配电网的安全经济运行具有十分重要的意义。受制于不同充电站之间的利益冲突以及实时控制技术的瓶颈,电网公司难以对充电站实行集中管理。文中基于去中心化交易模式,提出了充电站参与日前电力市场的购电策略。首先,借助区块链存储技术,设计了适用于充电站日前购电协议的智能合约。然后,采用二阶锥规划求解交流最优潮流模型得到不同时间配电网各节点用电的边际成本,并以此为潮流运行点构建线性化阻塞管理模型,从而得到配电网节点边际电价。最后,考虑电动汽车的停泊特性,以购电成本最小为目标建立了充电站分散式优化调度模型并根据价格信号分散求解。在IEEE 33节点配电网系统中进行了充电站购电策略仿真,仿真结果表明,所提出的充电站日前购电策略能实现分散式调度,改善了配电网的潮流分布;同时,节点边际电价能够作为公平的价格信号引导充电站有序充电,在保证配电网安全经济运行的同时降低充电站的购电成本,提高充电机的利用率。