考虑投资不确定性和不完全信息博弈的源网荷规划方法

随着我国电力市场改革进程的不断推进,市场主体数量和投资不确定性不断增加,提升了电力系统规划的难度。提出一种市场环境下的多主体博弈规划方法。根据不同市场主体得利益需求,采用博弈论构建电力市场多主体博弈框架,并针对对电力市场的投资不确定性,采用实物期权理论进行评估,在此基础上构建多主体不完全信息规划模型,并采用协同进化算法进行求解。基于IEEE30节点的系统算例仿真结果表明,所提方法在提升电力系统经济运行水平同时,平衡了各主体的利益需求,提高了各主体考虑期权的综合长期投资收益。     

基于博弈理论的电力系统扩展规划方法研究

随着我国电力建设的加强以及对电力系统研究的不断深入,如何根据电力市场中不同投资主体的优势和特点研究最合理的电力系统扩展规划方案,对于我国电力系统的可持续发展具有重要意义。提出了一种基于合作博弈的电力系统扩展规划方法。首先,根据电力市场下各主体的投资和收入情况,分别建立相对应的经济规划模型,进而,基于发电公司和电网公司之间的影响机理以及博弈行为分析,构建电力系统中不同投资主体间的合作博弈规划模型;然后,利用迭代搜索法对模型进行求解;最后,基于仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于一主三从博弈的风-水-气区域电力系统调度研究

伴随电力市场开放程度与日俱增,发电企业在调度出力中将拥有更大的决策权。因此,立足于兼顾电网与多种类型发电厂利益构建的调度模型显得极为必要。将电网作为博弈主体,在保证电力供求平衡的基础上,以其购电成本与环境成本最小化为优化目标;将风、水、天然气电厂作为3个参与电力市场博弈的独立从体,在综合考虑各类电厂出力特性的基础上,以3个参与者的收益最大化作为优化目标;将电厂出力策略以及电网优化的上网电价作为决策空间,构建了基于一主三从博弈理论的区域电力系统调度模型,并提出了基于NSGA-II求解该模型Stackelberg-Nash均衡解的算法。算例仿真表明,所建立的一主三从博弈区域电力系统调度模型能够适应不同季节下的区域系统调度,并显著提高了调度控制中各电厂间利益分配的均衡度与稳定程度。     

电力市场环境下源-网-荷多主体协调互动规划

新型主体大量涌现和电力市场化交易是新型电力系统的重要特征。为综合考虑多主体利益以及市场化因素,提出基于博弈论的源-网-荷多主体协调互动的规划模型。首先,分析配电网中各主体间的市场关系,将节点边际电价融入分布式电源运营商、配电网运营商、电力用户的优化配置模型。其次,基于用户的电力效用函数,建立需求侧响应模型;接着,结合三者的博弈关系,构建源-网-荷协调互动模型,采用基于粒子群算法的迭代搜索法求解。最后,分别通过改进的IEEE 33节点系统与实际9节点系统进行算例分析。算例结果表明,在电力市场环境下考虑各主体利益关系,能在保证主体间利益均衡的同时达到减缓线路以及分布式电源投资的目的,具有实际意义。     

电力市场与电力系统动态交互仿真平台的应用

以电力系统为物理基础的电力市场运营受到物理规律与经济规律的双重制约,必须掌握电力市场与电力系统在不同时间尺度上的交互影响以保证其安全稳定。为此,基于电力市场与电力系统的动态交互仿真平台(dy-namic simulation platform for power marketspower systems,DSPMPS),通过对各参与者的市场行为与反映客观规律的数学模型之间的动态交互仿真,研究了参与者决策对电力市场与电力系统的短期和长期稳定性的影响、市场行为与输电动态阻塞的相互影响、输电阻塞对投资行为及监管行为的影响。这些初步应用反映了DSPMPS在决策支持与综合型人才培训中的重要作用。     

美国标准电力市场的主要设计思想及其对我国电力市场设计的启迪

标准电力市场设计(SMD)法案由美国联邦能源管制委员会(FERC)发布,目的在于总结现有电力市场的运行经验和教训,设计标准的市场框架,规范美国各州的电力市场规划、设计和建设.SMD的主旨是消除输电服务中的歧视性行为,为所有市场参与者提供平等的竞争环境.作者系统地综述了SMD中的设计理念,并着重介绍了SMD在输电服务、输电定价方法、输电阻塞管理方法和市场体系方面的具体设计思路.结合我国电力系统改革的现状,作者对SMD在我国电力市场中的实际应用前景进行了分析和展望.     

Stackelberg博弈在电力市场中的应用研究综述

可再生能源并网常态化、储能投资商业化、需求侧管理多样化、多能互补成熟化等在电力系统源、网、荷侧引入的利益主体不断增多,而受自身规模、所处市场地位不同造成了决策次序的差异性。针对电力市场环境下电力系统投资、交易等环节中普遍存在的次序决策问题,该文以具有主从递阶结构的Stackelberg博弈理论为切入点,综述了其在电力市场中的应用情况。首先,阐述了Stackelberg博弈理论的数学结构,并根据主/从问题中博弈者的数量进行了分类;然后,梳理了Stackelberg博弈在电力市场中的典型应用,总结了模型对等转换技巧,归纳了各类求解方法及其优缺点;最后,提炼了Stackelberg博弈理论在电力市场应用中仍然存在的关键问题。该文为处于不同决策位置的利益主体参与电力市场竞争提供了参考。     

基于金融输电权和金融储能权混合拍卖的电力市场风险管理模型

随着电力市场化改革的逐步开展,输电阻塞和储能阻塞已成为影响电网安全经济运行的关键。为了最大化市场参与者的利益,解决电力市场环境下的输电阻塞和储能阻塞问题,提出了一种基于金融输电权和金融储能权混合拍卖的电力市场风险管理模型。在一级市场和二级市场分别构建了金融输电权和金融储能权的单边竞价和双边竞价拍卖机制,并采用效用函数表征了市场参与者的风险规避,通过权利市场5节点系统测试数据进行验证,详细分析了金融输电权和金融储能权拍卖市场给市场参与者利益带来的影响。仿真结果表明,所提出的风险管理模型能够有效降低输电阻塞和储能阻塞给市场参与者带来的风险。     

电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响(续完)

讨论了电力市场经济稳定性问题的特点、模型，及其与电力系统物理稳定性的关系。电力生产和消费必须每时每刻平衡，其流通环节在物理和技术上都具有自然垄断性，但其生产规模的扩大却需要很长的时滞。一方面，为了充分利用稳定极限输电能力，并正确地对发电和输电投资进行引导，在输电费中必须考虑物理系统失稳的风险，从而影响到电力市场经济稳定性；另一方面，电力市场通过发电竞争以及对发电和输电的投资影响到电力系统物理稳定性。经济领域现有的动态模型和稳定性研究方法都不适用于电力市场，必须重新定义状态变量，建立合理的数学模型，正确地反映利润积累、投资行为、可用发电容量和可用输电容量的动态行为，正确地反映电力市场经济动态与电力系统物理动态之间的相互影响。市场的各参与者可以在仿真系统提供的平台上，选用代数方程、微分方程、差分方程，以及知识表达式来自己定义交易结算规则或各自的博弈策略。如同虚拟作战指挥仿真系统，这些主观决策是仿真系统的输入信息，而并非由仿真算法固定。在用数值仿真得到电力市场对扰动的时间响应曲线后，就可利用轨迹保稳降维 (TSPDR) 理论，根据实际的高维轨迹来提取有界稳定性信息及结构稳定性信息。例如，计算电力系统动态阻塞的风险，求取电力市场的稳定裕度、市场崩溃的临界条件，支持控制决策，研究物理-经济稳定性的交互影响，并分析电力市场的结构稳定性。     

多虚拟电厂参与日前电力市场的鲁棒竞标博弈方法EI北大核心CSCD

针对风电出力的不确定性和多元决策主体间的复杂博弈关系对虚拟电厂(VPP)参与日前电力市场的竞标方案的影响,提出了一种基于非合作博弈理论和鲁棒优化思想的多VPP参与日前市场的竞标博弈方法。设计了多VPP同时参与能量市场和调峰市场的非合作博弈框架和相应的交易流程。建立了各VPP在其余竞标主体报价方案的基础上,聚合多种分布式能源参与市场交易的非合作博弈竞标模型。计及风电出力不确定性对VPP运营的影响,通过强对偶理论和鲁棒优化方法将确定性竞标模型扩展为鲁棒优化模型,并在模型中引入了鲁棒调节系数来灵活调整VPP竞标方案的保守性。通过重复执行多轮竞标博弈的求解策略,直至各市场主体均不能从单方面改变投标方案中获利后,确定各VPP在日前市场中的综合出清方案。算例分析表明,所提方法给出了VPP在能量市场和调峰市场的投标优化方案,可为VPP最优参与电力市场多类型交易产品提供参考。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用。在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型。IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性。     

基于主从博弈模型的电热联合市场节点能价计算方法

随着综合能源系统发展和电力市场改革深化,电力与热力的产销日益紧密,构建健康高效的电热联合市场越来越受关注。在此背景下,文中首先构建基于Stackelberg博弈理论的电热联合市场框架,独立能源交易中心负责组织能源供应商与用户进行交易,并负责最终的市场出清。其次,基于比例共享原则,提出考虑生产成本和水泵运行成本的节点热价计算方法,并通过修正用户的热力需求函数计及热力在传输过程中的损耗。然后,在博弈模型求解方面,提出利用交互式迭代算法求解能源供应商的最优设备出力、节点电价、节点热价以及用户的最优混合需求响应。最后,通过算例详细阐述模型求解步骤,验证所建模型和所提算法的高效性和实用性。     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用。对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型。IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据。     

市场环境下基于最优潮流的输电网规划

电力市场环境下,扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需求、减缓输电系统阻塞、促进市场的公平竞争具有重要作用。文中首先以Pool市场模式为背景,基于最优潮流(OPF)的输电网边际定价模型,提出一个计及多场景的综合性系统阻塞指标作为评估规划网络可靠性的经济指标;然后建立了阻塞指标约束下的输电网静态规划模型,并用IEEE-24RTS实验系统进行了验证。与传统的输电网规划相比,该模型由市场条件下的OPF确定系统最优经济运行状况,能更科学地进行输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统经济性能,易于扩展从而计及电网规划中的各种不确定性因素。     

面向主辅能量市场出清的输电网双层扩展规划

电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型,在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型,构成混合整数非线性规划问题,进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后,以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳,降低尖峰负荷场景下线路阻塞,保障电力市场交易的公平性。     

电力市场环境下的输电系统规划方法初探

输电系统在电力市场运营中扮演着十分重要的角色,因为它提供了实现公平竞争的场所.输电系统的运行状况如容量充裕性对电力市场的竞争性有重要的影响.适当地扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需要,消除或缓解输电系统阻塞以促进电力市场竞争进而提高整个电力系统的运行效率具有重要作用.与传统的垂直一体化的垄断电力工业中的输电系统规划相比,电力市场环境下的输电系统规划更加复杂,需要处理的不确定性因素更多.特别地,输电系统规划期内新建的发电厂的位置及装机容量在市场环境下成了不确定性因素.在此背景下,针对水平年输电系统规划问题,作者构造了解决电力市场环境下输电系统规划问题的通用方法框架,提出了一种基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的输电系统灵活规划方法.最后,用算例系统对所提出的方法作了说明.     

基于主从博弈模型的电热联合市场中节点能价的计算方法

随着综合能源系统的发展和电力市场改革的深化,电力与热力的产销日益紧密,如何构建一个健康高效的电热联合市场得到了越来越多的关注。为此,本文构建了一个基于Stackelberg博弈理论的电热联合市场框架,独立能源交易中心负责组织能源供应商与用户进行交易,并负责最终的市场出清。基于比例共享原则,提出了考虑生产成本和水泵运行成本的节点热价计算方法,并通过修正用户的热力需求函数以考虑热力在传输过程中的损耗。在博弈模型的求解方面,提出了交互式迭代算法以求解能源供应商的最优设备出力、节点电价和节点热价以及用户的最优混合需求响应。最后,通过算例详细阐述了求解所提模型的计算步骤,展现了所提模型和算法的高效性和实用性。     

基于发电商地理位置的金融输电权与市场力分析

金融输电权可以规避由于输电阻塞导致的区域价格风险,但同时也带来了一系列新的纵向市场力问题。介绍了金融输电权理论,重点应用博弈论研究了发电商与负荷地理位置相同和不同两种情况下,金融输电权对发电商市场力的影响度问题。分析了输电容量、输电份额、需求弹性、发电成本等与这种影响度的关系。结果表明：金融输电权可以大幅度降低电力出口区发电商的市场力,略微提高电力进口区发电商的市场力。