基于鲁棒优化的发电商电量分配策略

电力工业的市场化改革可为发电商提供多种交易选择,由于各种交易选择的收益风险特性不同,发电商需要合理分配交易电量以达到满意的风险收益目标。首先,针对现货市场电价的不确定性,采用鲁棒利润和条件鲁棒利润,来描述回避风险的发电商在一定置信水平下的确保利润;然后,提出发电商在现货市场、双边合同和期权等交易选择中的电量分配鲁棒决策模型,通过该模型获得的电量分配策略,可使发电商在一定置信水平下使其确保的利润最大化,并可对风险承受程度不同的发电商制定不同的电量分配策略;最后,通过算例证明了模型的合理性和有效性。     

基于发电商申报的差价合同电量分解

电力市场运行中,需将各发电商的中长期差价合同进行分解才能得以实际执行,传统的中长期合同电量分解都是统一分解,发电商被动接受。文中提出了“发电商申报法”分解合同电量,在考虑检修、出力约束、系统可分解合同电量和系统必需合同电量等因素后,采用基于误差的差异度评估函数建立多目标优化模型,并分别采用“线性加权求和法”和“极小极大值法”将原模型转换为单目标优化。采用国内市场的实际数据构造算例,计算结果表明模型有效,2种转换均可获得原问题的有效解,采用“极小极大值法”时各发电商调整量的差异较小。     

合同电量完成约束下考虑梯级水电站耦合特性的中长期机组组合

针对中长期合同电量分解结果与实际调度计划中的合同电量完成的偏差,本文提出了一种合同约束下的中长期机组组合模式和优化模型,即,考虑合同电量完成进度及均衡性的中长期机组组合。该模型充分考虑复杂梯级水电站群对系统运行调度的影响;模型中引入基尼系数理论建立合同电量修正机制,将中长期合同电量以小时为单位分解嵌套优化,有利于中长期市场与现货市场的有效衔接。模型实现过程中既考虑了竞价机组的电量优化和修正,又保证了非竞价机组的购电成本最小,实现竞价机组和非竞价机组的协同优化。最后,通过某省级电网算例证明所提模型的有效性。结果表明,所提模型能有效降低合同电量完成进度偏差,改善各时段电量完成偏差的均衡性,具有较好的应用前景。     

耦合日合同分解及日前市场竞价的梯级水电站短期鲁棒优化调度

电力现货市场环境的建立,将给梯级水电站的短期调度带来诸多挑战。考虑到日前市场电价不确定性分布难以准确获取以及日合同分解对于日前市场竞价空间的影响,提出了一种耦合日合同分解及日前市场竞价的梯级水电站短期鲁棒优化调度方法。首先,以梯级水电站总收益最大为目标,考虑梯级水电站各项短期运行约束和日电量合同分解要求,建立了确定性的水电短期优化调度模型;然后,在此基础上运用信息间隙决策理论将确定性短期优化调度模型转化为考虑电价不确定的鲁棒调度模型,使决策解在日前市场预估价格信息间隙范围内均能满足最低收益要求;再采用混合整数非线性规划方法予以求解;最后以北盘江梯级水电站为例验证所提方法的合理性和有效性。     

基于分段电力合同的发电商优化合同电量

分段电力合同是一种新型的电力双边合同,电力双边合同的分段交易能够充分体现不同电力段的价值,从而有效地提高市场效率。文中研究发电商面对分段电力合同的最优合同电量问题。考虑到发电商对市场风险的不同偏好,建立了发电商通过分段电力合同和日前竞价市场交易电能的效用函数模型,并以最大化效用函数作为发电商分段合同电量优化的目标。该优化问题是一个2层优化的NP-hard问题,并有复杂的机组运行约束,因此采用2层优化的遗传算法(GABBA)求解该问题。以某实际电厂为例,分析了GABBA算法特性以及分段电力合同中各段价格对各段优化合同电量的影响,并比较了基于普通电力合同和分段电力合同的发电商最大期望效用,说明了电力分段交易的必要性。文中建立的发电商优化合同电量模型及其求解算法具有通用性,可为发电商的双边合同交易提供决策依据。     

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

将中长期合同电量分解模型引入电-气综合能源系统日前调度决策过程中,实现了合同电量分解和调度计划制定的嵌套优化。针对合同电量分解结果可能在实际调度计划中不可执行的情况,提出了一种基于拉格朗日乘子的机组日分解电量越限因素定位方法,并通过中长期合同电量分解模型与日前调度模型的协调迭代消除越限电量,保证了中长期交易的有效性。此外,在模型中考虑了天然气网络约束和风电随机性对中长期交易计划的影响,并利用机会约束规划理论构建含风电不确定性的优化调度随机模型。基于风电等效随机输出样本矩阵和随机模拟技术实现机会约束向确定性表达式转化。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

考虑不确定性的火电发电商现货-深度调峰市场优化决策

针对电力现货市场与深度调峰市场联合运行背景下发电商电能量利润空间压缩、深度调峰功能亟待拓展等问题,提出考虑不确定性的发电商现货-深度调峰市场优化策略。基于Stackelberg博弈,构建兼顾联合市场利润和风险的发电商日前报价策略双层优化模型。在上层模型中,以发电商联合市场利润最大化为目标,对发电商分段报价进行优化;在下层模型中,考虑竞争对手报价场景的不确定性,提出电力现货-深度调峰市场联合出清模型。针对净负荷不确定性,引入波动不确定度参数,将双层模型转换为基于信息间隙决策理论的发电商现货-深度调峰市场决策模型。基于安徽省实际市场数据进行仿真验证,得到适应不同负荷场景的发电商联合市场日前报价策略,结果表明考虑不确定性的联合优化决策能够有效规避负荷不确定性带来的利润波动风险。     

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。     

计及梯级水量匹配约束的中长期电量合约分解方法

云南已经建立了各类中长期电量交易相互配合的交易品种体系,现货市场建设成为云南电力市场下一步的发展方向。在现货市场建设的初期,如何实现由电量向电力曲线的过渡,实现市场主体签订的电量合同的曲线分解与调度执行,是云南电力市场建设的关键问题之一。本文在云南现有中长期交易机制的基础上,提出一种计及梯级水量匹配约束的中长期电量合约分解方法。算例分析表明,该合约分解方法能有效指导包含水电电量合约在内的月度电量合约的分解工作,为云南电力现货市场的平稳开展打下理论基础。     

基于场景树概率驱动的电动汽车聚合商能量-调频市场分布鲁棒投标策略

电动汽车聚合商(electric vehicle aggregator, EVA)的能量-调频市场投标策略决定着电动汽车灵活性的市场价值，而EVA的投标决策过程面临着市场侧诸多不确定因素的影响。为此，针对市场价格及调频信号的不确定性建模问题，提出了一种考虑不确定因素多时间尺度相关性的分布鲁棒建模方法。首先，提出一种基于分层聚类法的场景树模型，刻画不同市场不确定因素的时序相关性。其次，建立了一种基于两阶段优化的EVA参与能量-调频市场的多时间尺度投标决策模型，并基于混合范数距离构建场景树概率的模糊集，实现EVA投标决策在分布鲁棒优化框架下求解。然后，利用列和约束生成法解决构建的max-min-max-min 4层鲁棒问题。最后，通过仿真验证了所建模型在解决两阶段不确定性优化问题和提升投标策略经济性方面的优势。