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。     

有差价合约日前市场中计及风险约束的最优报价策略

日前市场是国内外目前实际运营的以联营体为基础的单一购买者模式的电力市场所采用的最主要的形式.在有些日前市场中采用了差价合约来规避单一购买者和发电公司可能面对的由于电价波动所带来的财政风险.针对具有差价合约的日前市场,在假设市场规约要求发电公司采用线性报价函数申报下一个交易日每个时段的报价而且市场按统一清算价对每个交易时段分别进行结算的前提下,构造了发电公司在日前市场考虑风险约束的最优报价策略的数学模型,计及了发电机组的运行约束和启动成本,并发展了以遗传算法为基础的有效的求解方法.最后,用一个算例说明了所提出的方法的基本特征.     

计及风电不确定性的电网日前调度CVaR模型

为了研究风电出力不确定性对电网日前调度的影响,首先利用机会约束描述风电场的出力,然后将提出的电网日前调度函数和相关约束,融入到条件风险价值模型中,建立电网日前调度的条件风险价值模型,并通过基于单纯性和差分进化算法的混合对模型进行求解,分析不同置信度下风电场出力、电网日前调度的机组出力,以及在不同风险接受度下电网日前调度的条件风险值,比较所提出的混合算法的优越性。仿真案例证明所提出模型的正确性,表明风电场出力的置信度越低,系统所接受的风险度越高,所对应的条件风险值越大,这为电网的系统操作人员提供了决策支持。     

利用差价合同和金融输电权的组合规避电力市场风险

CfD和FIR是典型的金融工具，CfD主要用于规避随机电价风险，而FIR主要规避由于阻塞带来的风险。该文通过二者的组合来规避随机电价和阻塞风险，并在此基础上提出了市场参与者在实时市场最优调度模型下的收入最低裕度限制约束条件，从而较好地解决了电网及市场参与者在风险与利润之间的平衡问题。IEEE30节点系统的详细计算和分析论证了上述方法。     

复杂约束下梯级水电站机组尺度负荷逐次降维优化分配

梯级水电站负荷优化分配涉及水位协调型、时段耦合型等复杂约束条件。面向水位协调型约束,界定梯级水电站安全运行的高限水位与低限水位,分析在梯级水电站高水位运行区、经济运行区以及低水位运行区不同组合方式下的电站出力特性;结合时段耦合型约束条件,以厂间-厂内负荷一体化分配为研究目标,提出三层逐次降维策略,将梯级水电站总负荷分配至厂间尺度,利用耦合动态规划算法将梯级水电站厂内负荷分配至机组尺度。实例结果表明,与传统的动态搜索算法相比,所提算法对复杂约束条件表现出良好的适用性,寻优质量得到明显提高。     

考虑用户行为不确定性的阶梯式需求响应激励机制

针对电力需求响应试点初期存在响应规模偏小、用户响应意愿较低且具有多重不确定性等问题,电网公司通过设计合理的需求侧互动机制引导用户积极、高效参与需求响应具有重要意义。为此,提出了考虑用户响应行为强不确定性的阶梯式需求响应激励机制随机优化模型。首先,构建参与需求响应的日前竞价市场用户切负荷行为和负荷波动的多重不确定性模型,以获得不同需求响应阶梯激励系数和调用场景下的期望响应量;然后,以电网公司为主体构建基于双层随机规划的阶梯式需求响应激励机制优化模型,上层构建在长时间尺度下的阶梯式需求响应激励机制阶梯区间和激励系数优化模型,并基于Pareto最优实现用户响应积极性最高、单位容量负荷激励成本最低的多目标优化;下层在给定的激励系数下,构建多负荷缺额场景下计及达标机会约束的需求响应调用裕度优化模型。最后,采用中国浙江省需求响应试点的实际数据进行仿真验证,结果表明阶梯式需求响应激励机制能够引导用户积极响应,并提高电网公司调用需求侧资源的经济效益。     

促进新能源消纳的光热电站现货交易模式及竞价策略

随着光热电站建设规模的增大,光热电站发电商将具有一定的市场力,有必要研究光热电站作为定价型市场主体参与日前电能量市场的策略。建立一个随机双层优化模型,考虑风电出力的不确定,将全场景可行随机优化算法应用于投标报价问题以处理不确定性,保证在所有场景下决策的可行性。改进的IEEE 30节点测试系统及西北地区实际系统的算例结果验证了所提竞价决策方法在提高光热电站发电商获利能力和社会效益、促进新能源消纳等方面的实用性和有效性。     

含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场策略

为了提高新能源发电效益,可利用储能配合新能源主动参与市场以获得更多盈利的机会,因此提出了含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场的运行模型。偏差风险被定义为日内弃电损失与惩罚费用之和,其源于新能源不确定性所产生的偏差功率。为了降低新能源参与市场交易的偏差风险,以新能源总期望收益最大为目标、以日前计划功率为变量、以储能最大充放电功率等为约束建立协同运行模型,通过场景分析法模拟新能源出力的不确定性,采用条件风险价值度量风险并引入风险规避因子。根据是否考虑预测偏差功率,提出以新能源发电功率预测值、以考虑预测偏差功率后的发电功率预测值作为申报功率上限的2种申报策略。算例分析结果表明：在所提2种申报策略中,考虑预测偏差功率的申报策略具有更高的综合效益,可为新能源提供重要参考;储能协同新能源参与市场可有效规避偏差风险,有利于推动新能源为主体的新型电力市场中能量市场和辅助服务市场的并重发展。     

计及需求响应下典型工业负荷排放特性的环境经济调度

水泥厂等工业用户一方面具有高排放属性,另一方面也具有相当可观的需求响应潜力,可作为电力系统应对风电等新能源发电不确定性的重要手段之一。为此,在含风电电力系统环境经济调度问题中充分考虑水泥厂大气污染物和碳排放特性及其需求响应能力,实现电力系统源荷协同的绿色低碳运行。首先,分析了电源侧火电机组和负荷侧水泥厂的大气污染物排放特性,并计及大气污染物的时空分布特性和污染源附近区域的环境容量裕度,提出了火电机组及水泥厂环保成本计算模型。同时,考虑了火电机组及水泥厂的碳排放特性,并采用阶梯型碳排放成本模型计算火电机组和水泥厂的碳排放成本。在此基础之上,提出了水泥厂负荷优化模型,以阶梯型分时电价的方式调动水泥厂参与需求响应,构建了源荷协同的含风电电力系统环境经济调度模型。最后,基于改进的IEEE 39节点系统进行了算例分析。结果表明,所提模型不仅可以实现电网侧和水泥厂成本均降低的双赢局面,还能够降低电力系统源荷整体的碳排放量。     

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...     

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。     

多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略

在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,且出力主要由上游电站中标量决定,但可利用有限出力裕度制定自调度投标策略,拓展收益空间。针对下游电站中标曲线滞后于上游电站,容易错过负荷、电价高峰的问题,提出"峰前腾库、峰后蓄水"出力调整策略来增厚收益;针对天气变化带来下游电站入库流量大尺度波动,消纳困难,提出"调蓄削峰"两阶段出力优化调整策略,以平稳泄流、缓解弃水。下游电站将出力调整曲线上报市场运营机构,进行自调度投标,实现增发增收。最后,以某包含梯级上、下游水电站的系统为例,进行市场交易仿真模拟,结果表明所提策略可有效提高下游电站收益、降低弃水。     

考虑水流滞时的梯级水电日优化调度模型

提出了考虑水流滞时的短期梯级水电日优化调度模型。将水流滞时表示成平均出库流量的非线性函数形式,以反映梯级水电站间水流滞时的动态特性。同时,提出了针对复杂的水流滞时、水电转换、分段出力限制等非线性函数线性函数线性化建模的新方法,通过引入多组状态变量及相关约束,将梯级水电日优化调度问题转换为线性混合整数规划问题,最后,采用CPLEX商用软件包进行求解。通过对包含13个水库、44台机组的梯级水电系统的算例分析,验证了模型的合理性和方法的有效性。     

考虑日内来水不确定和电网断面约束的梯级水电日前调度

日内来水的不确定性和传输通道断面约束是影响大容量梯级水电日前调度计划制定的重要因素。为提高日前调度对不同来水情景的适应性,首先在日均径流预测基础上,结合历史数据分析与概率分布拟合获取日内来水量的概率密度函数,通过准确刻画各时段来水规律,建立不同情景下的梯级发电量偏差来反映各时刻来水的不确定性。其次,在模型断面约束中引入模糊变量,并通过离线仿真将断面约束转化为发电机有功出力约束。针对含梯级电站发电量偏差的日前优化调度模型,采用多核并行动态规划算法进行求解,保证求解的收敛性及求解效率。最后,以西南地区某梯级水电站接入IEEE 39节点系统为例,验证了所提算法的合理性和可行性,所得调度计划在4种典型来水场景下均未出现水位及断面功率越限。     

多微电网参与的配电侧日前市场竞价修正模型

随着电力市场改革的推进,多微电网系统参与配电侧市场与常规能源发电商同台竞价成为趋势。鉴于此,构建了基于多代理系统的市场互动架构,建立了互动模式下多微电网系统代理和常规能源发电商代理参与的配电侧日前市场双层竞标模型。下层出清模型考虑环境因素,将碳排放外部成本进行量化与内置;上层信息修正模型通过多轮互动产生的电价、电量、碳排放等信息对发电代理的竞价策略进行优化。算例针对4个不同场景下发电代理的竞价行为进行模拟,结果表明双层竞标模型能够激发市场活力,提升多微电网系统和低排放机组的竞争力。     

计及灵活性提升的热电厂日前市场竞价策略

针对含多类型燃煤热电机组与多种电热解耦设备的热电厂在电力现货市场中的报价决策问题,提出了基于价格接受者角色的热-电分步决策竞价模型.首先,依据次日预测价格进行热电厂日前最优产量决策,确定厂内电热解耦设备的运行计划.然后,根据机组调节能力,计算热电厂在次日各时段的发电功率范围;进而,构建分段阶梯形报价曲线.最后,以中国北...     

考虑风电的电力联营市场日前出清模型

大规模风电并网对电力市场的运行提出了诸多挑战。文中分析了风电不确定性对日前市场的影响,提出了一种考虑风电的电力联营市场的日前出清模型。相比于传统出清模型而言,所提出的模型借鉴"事后电价"思想,根据概率性风电功率预测的结果生成多场景模型,模拟描述风电的随机性,考虑实际运行中电价不确定性所造成的风险;同时,考虑了发电计划的调节需求和火电机组的调节能力,兼顾系统运行的经济性和安全性。IEEE-RTS 1979算例分析表明,采用所提出的模型进行风电出清能够保障负荷供应,降低系统生产成本。     

考虑备用情况下的梯级水电站竞价策略研究

采用科学合理的竞价策略是赢得市场先机的重要先决条件.该文在考虑备用调用不确定性及梯级水电水力约束的基础上,以梯级水电站整体期望收入最大化为目标构建了梯级水电竞价策略模型,引入粒子群算法作为模型求解算法,并以四川省大渡河流域上的瀑布沟、深溪沟梯级水电站为算例,采用该文提出的模型算法进行验证,结果表明:承担备用任务的梯级水...     

基于改进蚁群算法的梯级水电站优化调度及竞价研究

针对电力市场中竞价制度和梯级水电站的特点,提出把梯级水电站作为一个发电实体在电力市场中统一竞价,并整体安排各级水电站的生产调度运行。考虑多个约束条件,建立了一个合理的梯级水电站调度模型。提出引用Metropolis判据改进蚁群算法,修正了蚁群算法在复杂多维问题中的停滞问题,并用此算法求解调度模型。通过对松江河梯级水电站进行实例仿真,验证了改进后的蚁群算法的准确性,并指出了该调度模型的优点与不足。