耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型

上游水电站的发电量通过上、下游水力联系可直接影响下游水电站的可发电量,该水力联系增加了现货市场出清建模与求解的难度。为此提出了耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型。该模型首先将非线性约束线性化,然后再引入梯级水电站簇,将复杂水力联系转化成水电站群的最大、最小发电量,进一步将水电机组以满足水电站群发电量约束的等效火电机组方式参与现货市场出清,从而消除复杂水力联系。以中国云南水电外送广东为例进行验证。结果表明,出清结果能满足各项机组运行约束,并能如实反映市场价格信号;梯级水电站簇发电量约束的阻塞分量可以合理表征流域来水造成的阻塞成本。     

电力现货市场仿真系统的设计与实现

电力现货市场的开启对售电公司意味着机遇和挑战。基于售电公司的实际需求,介绍了电力现货市场仿真系统的设计及实现。该系统基于Java和Python编程语言,采用高效、可靠、灵活、可扩展的系统架构;可视化电网模型的编辑提高了售电公司的仿真效率;系统模块之间实现完全解耦,有益于快速适应不同的出清规则,提高售电公司竞争力。     

南方区域统一现货市场出清计算仿真分析EI北大核心CSCD

适应南方区域市场发展趋势的电力现货市场的模拟和分析研究是南方区域电力市场建设的重要目标。目前南方区域电网规模庞大,现货市场集中出清的计算规模远超省级市场,求解难度较大,计算效率较低。基于2020年某日南方电网实际运行数据构建了云南贵州广东电能量市场出清算例;通过仿真模拟,量化分析了优化求解器、断面约束裕度、达界断面、全网负荷对于出清仿真系统计算效率、优化目标结果等的影响。仿真结果表明,随着断面潮流约束的收紧,模拟出清仿真的优化时间大幅增加,除去原有的达界断面约束可明显提升出清程序的计算速度,达界断面约束是影响程序计算速度的重要因素。     

计及广义负荷不确定性和激励型需求响应的电力现货市场竞价方法

以国内目前电力现货市场运营机制为基础,提出一种计及分布式发用电单元功率预测不确定性以及激励型需求响应资源功率调节能力的广义负荷参与日前电力现货市场竞价的方法,并构建相应的市场出清模型。统计得到广义负荷净功率预测误差的条件概率分布,推导广义负荷日内购电期望和需求响应补偿的成本函数,揭示价格引导模式下广义负荷激励型需求响应的响应量-申报电价-申报电量之间的关系,使广义负荷原本多元、随机的报价曲线等效转化为符合市场统一规范的一元确定性报价曲线。采用不均匀最优分段技术将连续型报价曲线转化为规范的离散型阶梯曲线,并将其代入动态市场出清模型中进行竞价出清。仿真结果验证了出清电价对分布式新能源发电和负荷用电平衡情况的刻画能力。     

考虑风-储参与直接交易的中长期-现货市场物理交割建模及快速求解算法

文章对带储能的风电参与中长期电能量市场化交易机制进行研究。基于市场建设的现实国情,在考虑了风-储系统的技术特性以及运行约束的基础上,针对带储能的风电场参与直接交易的模式,融合中长期-现货市场物理交割原理,建立了相应的中长期-现货市场联合出清的带安全约束机组组合模型,该模型本质上为一含随机变量的NP-hard复杂优化问题。为提高求解效率,文章进一步提出了基于典型日序列机组组合的快速简化算法,不仅有效解决了中长期电力市场运行中不同负荷曲线日期的机组爬坡衔接问题,而且大力提高了计算效率。基于IEEE 39节点系统算例仿真,本文所提的考虑风-储参与直接交易的中长期-现货市场联合出清模型及快速求解算法的有效性得到验证,且计算效率和相对误差均得到满足。     

考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

以风电、光伏、水电为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式,也广泛参与到电力市场交易之中。通过市场化机制保障并促进可再生能源消纳,已成为中国电力市场建设,尤其是现货市场建设的一项关键任务。文中将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,提出了现货市场在发生弃能时触发的出清机制。在现货市场一般性出清计算的基础上,发生弃能时,首先修正弃能机组的投标价格,在保持机组报价序列的前提下进行价区缩放,调整为优先出清的价格接受者;其次,基于修正后的投标信息进行第2次出清,以实现可再生能源的保障性消纳;基于2次出清的结果,提出激励相容的结算补偿机制。为了充分考虑可再生能源的运行特性,文中还在出清模型中特别引入了梯级水电站的水位控制、水量平衡与梯级耦合等复杂约束。最后,基于改进的IEEE 30节点系统对文中所提出的市场机制进行了验证。     

区域电力现货市场差异化出清模型研究

区域电力市场建设是发挥市场力量在更大范围内优化配置资源、推动区域电力高质量发展的最有效举措之一。南方电网联系紧密,具备互联互通、自由流动的物理条件,具有区域市场一体化运作的独特优势。分别构建了面向区域电力现货市场的一级出清和两级出清模型,研究了差异化出清模型下省间联络线功率的功能定位和优化方法。然后,基于南方电网典型日96时段的实际运行数据,构建了南方区域电力现货市场出清模拟算例,并通过电力市场模拟运行软件量化分析结果,论证了一级出清模型在南方区域现货市场出清中的优势,包括出清流程简约、经济性最优等,同时也揭示了两级出清模型在南方区域现货市场中的运营风险和安全运行风险等。     

考虑梯级水电参与的电力市场出清模型研究

在双碳目标和电力市场改革的背景下,通过市场化机制促进以水电为主的可再生能源消纳,已成为我国电力现货市场建设的1项关键任务。将梯级水电纳入市场出清机制设计中,计及梯级水电的运行特性,在常规出清模型中引入水力耦合、发电出力特性、水位控制和水电振动区等复杂约束条件,并基于IEEE 14节点系统,设计了由6家发电主体组成的日前市场算例,通过分析不同运行场景下的市场交易结果,初步验证了所提出的出清模型的合理性与实用性。     

兼容中长期实物合同的日前市场出清模型

如何处理中长期实物合同交割与电网运行约束之间的衔接问题,是分散式市场模式现货市场出清模型设计的关键。文中分析了欧洲分散式市场模式现货市场出清模型的特点,根据中国电力交易和调度管理体制与欧洲的差异,设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理协同优化的市场出清模型。模型允许机组在日前自主决定其次日启停机计划,通过反向交易报价机制实现对中长期实物合同发用电计划的阻塞管理和帕累托改进,通过引入供需平衡松弛变量满足极端供需情况下的模型求解问题。基于IEEE 30节点系统的算例仿真表明,模型能够适应不同市场场景的运行需要,提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。     

交直流混联系统一体化日前现货市场优化出清方法

随着电力现货市场建设的推进,可控高压输电技术具备通过市场主导的能量管理方式实现对系统资源进行优化配置的能力。文中基于Benders分解方法对交直流混联系统的交流潮流安全约束机组组合（SCUC）优化调度问题进行求解。将直流系统的运行模式等效为虚拟电机对（VM）模型以跟踪市场运行参数变化进行基于安全约束经济调度（SCED）的市场出清,并建立了考虑偏差控制、直流系统过网网损和转运费的优化调度SCUC和市场出清SCED的协调模型,提出了考虑静态安全校核的交直流混联系统在电力现货市场环境下一体化协调出清的方法。通过基于电压源换流器的高压直流系统直接参与批发市场的出清应用为例,验证了市场出清模型和方法的有效性。     

现货市场环境下低水头梯级水电群精细化建模出清方法

梯级水电站间存在水力时空耦合关系,低水头电站调节性能较弱,在日尺度范围内水头变化较大,耗水率也随之变化,因此,在日前现货出清模型中不宜通过全天固定耗水率对低水头电站进行梯级水电约束简化处理。结合广西电网电力市场需求,以全社会购电成本最小及优先消纳清洁能源为优化目标,充分考虑低水头电站的水力特性曲线等复杂约束并对其进行线性化处理,构建基于梯级水电群精细化建模的日前出清模型,并调用商业优化求解器对模型进行求解。将广西电网34座水电站、101座新能源电站和47台火电机组的真实日发电计划边界数据作为参考,仿真结果表明所建模型能适应低水头电站的水头波动特性,反映梯级水电站之间出力和库容的联动关系,提升低水头梯级水电群的可发电能力。     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.     

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。     

考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践

为充分激发火电机组调峰意愿,促进水电等清洁能源的就地消纳,中国南方电网在中国广西试点区域内实施首个省级调峰辅助服务市场.文中重点介绍了广西调峰辅助服务市场的交易品种、交易组织形式、出清模型和方法、结算分摊机制、工程化问题及处理方法.出清模型除考虑常规深度调峰和启停调峰资源外,还考虑了机组启停调峰热备用的调用,充分挖掘了火电机组的调峰潜力.同时,约束条件考虑了机组的启动和停机过程,更符合火电机组实际调峰特性.基于文中模型和方法研发的技术支持系统已在广西调峰辅助服务市场投入实际运行.算例分析及运行实践表明,所提模型和方法是有效的且研发的技术支持系统能满足实际工程需要.     

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。     

多振动区水电站短期调峰负荷分配方法

高水头水电站机组存在与水头相关的多个不规则振动区,当参与系统调峰时,随着水头和机组组合的变化,电站要避开动态的多个振动区运行,极大地增加了调峰计划制定的难度和复杂性。针对高水头多振动区水电站调峰负荷分配问题开展研究,提出一种实用的求解方法。首先利用数学组合和集合运算理论确定组合机组振动区,然后采用耦合启发式的约束处理策略与逐次负荷分配方法进行模型求解。南方电网实际应用的算例表明,所提方法能够有效避开振动区,并能满足电站运行其它复杂约束,是一种求解高水头多振动区水电站调峰问题的可行方法。     

适应电力现货市场运营的省级电网安全校核实现方案

中国电网特性复杂、运行约束多,随着电力现货市场的建设,对安全校核计算的精确性提出了更高的要求.文中分析了安全校核的内容以及影响其精确性的因素,提出了针对电力市场运营的省级电网精细化安全校核方案,包括以下3个方面:在电网模型方面,提出了低电压等级电厂并网和联络线等值计算方法,分析并设计了停运设备复役操作和设备的未来态工况计算;在算法流程方面,梳理了现货市场优化出清和安全校核的关系,提出了市场出清、断面限额计算与安全校核混合迭代计算流程;在辅助信息方面,针对区域输电断面,基于设备与断面、断面与断面之间的关系提出了各区域断面和全网的备用计算方法.最后,通过中国某省级电网实际运行情况,证明所提方案可有效提升安全校核的准确性.