基于目标级联分析法的分布式主体可交易能源模型

可交易能源是一种价格引导交易和优化运行的机制,兼顾经济交易与系统优化运行,属于学科融合范畴的新概念.在分布式能源稳步增长和分布式发电市场化的背景下,面向分布式主体的可交易能源机制极具研究前景.为此,设计具体的可交易能源架构,实现分布式主体物理元素建模.随后,用目标级联分析法(ATC)理论实现经济交易与系统优化运行的结合,为ATC理论在系统优化运行中提供经济学视角.最后,通过算例分析验证了所提模型能够降低与电网的能量互动的同时兼顾主体运营收益,且能够提供多元的交易策略以及交易方式,形成多种利益分配结果.     

面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用

面向新型城镇的能源互联网具有多能协同、交易开放的特点,能源互联网技术可改变城镇用户的用能方式,将成为解决中国城镇化过程中未来城镇能源问题的有效途径之一。从多能耦合综合能源系统规划和优化运行、分布式多能“源荷”预测不确定性与市场化交易两个方面,分析了面向新型城镇的能源互联网面临的关键科学问题。在此基础之上,提出了面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用的研究体系。从多能网络综合规划、面向多主体的优化调度、分布式能源交易与多能市场机制、全环节能源互联网客观综合评价、面向多能接入和协调运行的互动用能装备以及典型示范工程建设思路等5个方面,阐述了面向新型城镇的能源互联网关键技术具体细节及研究路线。     

计及信誉值和电气距离的分布式电能交易区块链模型

多微电网间分布式交易可促进新能源的消纳,提高配电网运行的安全性。然而其个体趋利性强和出力不确定性等问题可能使交易主体发生严重违约行为,影响分布式电能交易的经济性。因此,提出计及信誉值和电气距离的多微电网分布式电能交易区块链模型。首先,针对分布式电能交易中存在的违约行为,提出基于合约完成率的信誉值评估模型,并结合其报价信息调整购售电主体的交易次序。其次,为促进交易主体选择就近交易和提高交易效率,在智能合约中设计了计及电气距离的交易撮合机制,并提出根据市场进程和自身信誉情况的报价更新策略。再次,为实现配电网运行的安全性,在交易撮合过程中引入了实时动态网络安全校核方法。最后,基于Matlab和IDE-Remix平台对智能合约进行仿真分析,算例结果证明了所提分布式交易机制的合理性和有效性。     

含分布式电源P2P交易的社区微网运营机制

随着越来越多的分布式电源通过微网接入配电网,在微网中开展基于分布式交易机制的新能源交易可以有效提高分布式主体的效益,促进新能源的投资建设。文章构造可交易能源系统在社区微网运营中的应用场景,建立适合含有分布式电源和储能的社区微网用户之间的P2P交易模型。微网用户可以在P2P市场中对需求或多余电量以按报价支付的方式交易,将交易形成智能合约,存储在分布式网络中并自动执行。最后用实际微网的仿真算例验证新能源分布式交易对社区微网中所有用户效益的促进作用。     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

考虑碳交易和绿证交易的配电网优化运行策略

针对如何实现配电网低碳经济运行及新能源高比例消纳问题，提出了考虑碳交易和绿证交易的配电网优化运行策略。首先，分析建立了配电网碳交易和绿证交易模型；然后，以最小化配电网综合运行成本为目标，考虑配电网潮流约束、新能源及分布式能源机组运行约束，建立了配电网低碳经济优化运行模型；最后，基于改进的IEEE 15节点配电网模型对所提配电网优化运行模型进行了验证，结果显示，所提运行策略实现了配电网低碳经济运行，显著降低了系统的碳排放并促进了新能源的消纳，可为以新能源为主体的配电网低碳经济运行提供技术参考。     

供电短缺下微网客户与移动储能端对端交易模式及调度策略EI北大核心CSCD

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对端(peer-to-peer,P2P)交易模式能保证交易实时性,适合应对紧急度较高的用电需求。设计了供电短缺下微网客户与移动储能P2P交易模式及调度策略。首先,建立微网自主运行及能量互济模型,通过划分供电范围可预测各时段微网内存在电能需求的负荷信息。然后,建立购售电主体申报模型,为双方申报行为提供依据。基于连续双向拍卖机制进行撮合匹配,并提出偏差考核及违约结算机制。交易匹配后,移动储能在交通网-配电网耦合模型基础上进行优化调度,对接需电客户。最后,通过算例验证了P2P交易模式可行性,以及移动储能调度方法的有效性。     

考虑碳交易的综合能源系统在不同配置情景下的运行分析

大量分布式可再生能源发电机组的部署和碳排放交易的成本可对综合能源系统的运行产生重要影响。首先,针对电热综合能源系统,本文建立了考虑负荷需求、风速、太阳辐射强度和碳排放交易成本等不确定性因素的热网-主动配电网耦合模型。其次,本文采用多时段蒙特卡洛树状仿真的随机方法,分析可再生能源发电集成度和碳排放交易成本对系统运行总成本的影响。最后,本文以新疆能源系统为对象进行了算例分析。算例仿真结果表明:在新能源补贴下滑的大环境下,碳排放交易的实施可以为政府推进可再生能源装机提供新的动力。     

市场环境下配电网分布式光储协同规划

在分布式发电市场化环境下,为均衡配电网与分布式光储协同规划时各主体利益,保障规划后各主体的合理效益,提出一种考虑分布式交易机制和不同储能运行策略经济性的规划运行模型.首先,基于代理交易模式,建立考虑光伏预测误差和代理费用的规划层主体利益耦合模型.具体而言,制定考虑光伏预测误差的代理交易结算规则,建立考虑运营商传输成本、...     

基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计

为提高用户侧分布式能源市场运行效率,降低交易安全风险,提出了基于区块链技术的智能配售电交易平台架构。首先设计了一种基于双向拍卖机制的配电网全电量竞争的市场交易机制,提高了点对点的撮合效率并兼顾对产消者市场行为的约束。然后采用基于以太坊平台的区块链技术,建立了面向实时交易请求与数据采集的层级化智能配售电交易平台体系架构,实现了能量流与信息流高度耦合下的数据安全交互。最后,算例与应用分析表明智能配售电交易平台具有高效性、可追溯性及实时性。     

虚拟电厂参与电-碳联合市场运行的竞价策略研究

电力系统脱碳是全社会零碳发展的关键。近年来分布式小微主体发展迅速,成为未来我国能源结构的重要组成部分。首先,从虚拟电厂(virtual power plant, VPP)出发,在分析VPP参与我国现行碳交易市场方式的基础上,提出VPP参与电-碳联合市场的运行机制。其次,构建了联合市场运行机制下多主体互动博弈的两阶段双层竞价策略模型。第一阶段为VPP内部分布式小微主体预调度模型;第二阶段内层为VPP与多市场主体间非合作博弈竞价模型,以VPP参与日前现货市场和碳交易市场的总收益最大为目标,采用多场景描述竞争对手报价的不确定性;外层是以全社会福利最大化为目标函数的多主体互动决策出清模型。最后,采用Q-learning算法和路径跟踪内点法进行模型求解,算例验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于区块链激励机制的光伏交易机制设计

在中国的光伏交易市场中,存在着补贴拖欠、用户数量激增、结算困难等问题。区块链技术凭借自身安全、去中心化、难篡改等特点已成为新型分布式记账清算应用模式。国内外学者也纷纷针对区块链技术在能源领域的应用提出了架构设想。文中提出了一种基于区块链激励的光伏交易机制,可以鼓励各用户间自由、灵活、进行单次交易结算。设计了动态交易系统的智能合约、加密机制、共识机制以及交易流程。设计了基于信誉值的交易机制,可以有效遏制各节点的自私行为,鼓励节点在点对点(P2P)网络中积极有效地传输。最后,针对一个21节点的网络拓扑进行仿真。结果表明,在采用信誉值的交易机制下,用户可以获得更加满意的交易。     

支持现货市场的分布式电力交易机制设计与实现

伴随电力体制改革的不断深入和分布式能源的大量接入,电力现货交易的商业模式正在被不断探索,亟需提出新的交易机制来适应新的商业模式。首先,基于去中心化的思想设计了一种适用于日内现货市场的分布式电力交易机制,激励产消者根据自身实际发电能力或用电情况发起实时的点对点交易需求,就近与周边产消者用户直接进行交易。然后,应用区块链技术以智能合约的形式规定交易规则,明确产消者的权利与义务。最后,结合智能电表与智能终端搭建具有两层互操作层的分布式电力交易平台,多信息融合通信,支撑交易自动出清与结算。提出的分布式电力交易机制可实现产消者点对点多边竞价交易,鼓励产消者合理申报交易需求,实现能源的高效分配、合理利用。     

面向综合能源交易的新型城镇分层市场架构和出清算法

随着中国城镇化水平的不断提高,分布式能源被认为是实现能源结构清洁化转型的重要途径,在中国城镇化进程中得到了迅猛的发展。文中从开展分布式能源市场化交易的角度出发,以就近消纳为原则,提出了分层市场架构,实现分散的局域交易与传统集中式批发交易的有效衔接,以提高分布式能源的市场化利用率和运营商收益。考虑到用户对能源形式需求的多样性,在对分层市场架构的研究过程中,将能源的交易类型从电能拓展为电能和天然气,构建综合能源交易模型。最后,基于嵌套对角化算法,提出了分层市场架构下的综合能源交易出清模拟算法。在算例中,分层市场架构下的分布式能源的市场化利用率达到了70%以上,在不考虑补贴的情况下,相比于分布式电能按照固定价格被收购,运营商的收益明显增加。在电能和天然气耦合交易的情形下,在电价较低的时刻,园区微能网运营商会参与天然气交易,进而提高收益。     

计及用户行为的需求响应对分布式发电系统充裕度的影响

需求响应(DR)是未来新能源电力系统中的重要可控资源。随着可再生分布式电源渗透率的提高,DR资源在保证区域能源系统或分布式发电系统可靠性方面将发挥越来越重要的作用。文中首先基于改进后悔度匹配机制构建了考虑用户行为选择的DR动态时序模型,进而提出了基于序贯蒙特卡洛方法的DR资源对分布式发电系统发电充裕度的影响评估流程。通过算例仿真,分析了DR资源对于分布式发电系统发电充裕度的影响,定量说明了用户原始负荷特性以及行为选择都是影响DR可靠性效益的重要因素。     

考虑调频补偿效果的区域综合能源系统调频服务优化策略

辅助服务对维持含有高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行至关重要。含有储能设备的区域综合能源系统作为优质调频资源,可以有效调节可再生能源接入电力系统后导致的不可忽略的频率偏移,帮助解决电力系统频率稳定性问题。文中建立了在市场机制下考虑调频补偿效果的区域综合能源系统运行优化模型,并采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析,求得了不同调度模式下的总运行成本。通过采用实际运行中的宾夕法尼亚—新泽西—马里兰(PJM)调频市场模型和参数来指导区域综合能源系统中调频资源的优化配置,在电能与调频服务市场收益之间进行权衡,实现了利润的最大化。     

考虑需求响应不确定性的光伏微电网储能系统优化配置

将分布式光伏以微电网的形式接入配电网运行是应对大规模分布式光伏并网问题的有效手段之一。以含储能装置和需求响应资源的并网型光伏微电网为研究对象,研究考虑价格型需求响应(Demand Response, DR)不确定性的并网型光伏微电网储能系统优化配置方法。首先,同时考虑价格需求弹性曲线和基线负荷不确定性对价格型DR不确定性的影响,建立了价格型DR响应量模糊模型。在此基础上,以用户负荷与光伏出力总差异最小为目标,建立了基于模糊机会约束规划的价格型DR优化运行模型。之后,以价格型DR的优化结果为基础,建立了基于模糊机会约束规划的并网型光伏微电网储能系统优化配置模型。通过对模糊机会约束的清晰等价处理,将模糊机会优化问题转换为确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性。     

含双边储备市场及绿证交易的现货市场分析

构建适宜于清洁能源消纳的现货市场是当前我国电力市场的建设重点,提出一种含双边储备市场及绿证交易的现货市场交易机制。首先,引入促进风电并网交易的绿色证书交易机制。结合当前国内清洁能源市场形势,提出绿证强制交易配额制度,确定绿色证书交易数额及定价模型。其次,为减少风电因投标偏差产生的高额考核费用,引入风电商参与购售电交易的双边储备市场。在该市场机制下,火电商作为交易电量的提供者与风电商进行购售博弈。采用古诺模型和鲁宾斯坦模型相结合后的变形模型,对双边储备市场的交易电量和交易电价进行求解。然后,通过蒙特卡洛模拟和场景缩减技术模拟风电的实际出力,代入函数模型对发电商的利润进行求解。仿真结果表明,同时参与日前市场与双边储备市场进行交易的风电商可以合理规避偏差惩罚,同时各个发电商的购售利润均有提升,验证了所提模型的合理性和有效性。     

电力现货市场下激励型需求响应交易机制及出清模型

为了进一步推动中国电力现货市场的建设,考虑发电侧和负荷侧共同参与、公平竞争的市场化交易模式将是电力现货市场未来发展的趋势。鉴于国内现货市场需求响应的研究尚处于起步阶段,需求响应产品如何参与市场是亟待解决的问题,对此设计了一种适用于目前国内电力现货市场的计及激励型需求响应的交易机制和出清模型。首先分析了批发市场下激励型需求响应的参与方式,探讨相关的交易机制和响应效益评估方法;然后,根据参与用户的市场投标信息构造激励型需求响应的现货市场竞价模型,在能量与备用市场联合优化模式下提出计及激励型需求响应的市场出清模型。最后,通过IEEE-30节点算例对激励型需求响应的市场效益进行定量化分析,验证了所提方法的实用性和模型的有效性。