考虑预测误差的风电场电量投标博弈分析

随着电力市场化改革的深入发展,风电等新能源需要逐步与火电等其他传统电源进行竞争,同时风电等新能源出力的不确定性也增加了其在市场上博弈的复杂性。文中针对现货市场中风电场采用电量投标模式下的利益博弈问题,考虑风电出力的不确定性及预测误差,基于日前、日内2级现货市场出清模型,推导了风电场在不同投标组合情形下市场博弈均衡点的解析式,并采用实际风电出力及预测数据进行了仿真验证。对市场均衡下的风电投标结果进行分析,结果表明:在风电场电量投标模式下,风电场的博弈策略与风电出力预测值及预测误差有关,风电场可通过提高预测精度降低其投标收益风险;同时,此投标模式下风电场的投标策略出现了日前电量持留,加剧了风电场的投机行为,增加了市场运行风险。     

储能系统参与多应用场景的协同运行策略

风电出力与负荷需求的时序关系导致仅用于风电消纳的储能具有闲置的时段和容量,故其利用率低、经济效益不佳.针对该问题,探讨了利用此类储能的闲置容量和功率参与电力能量市场和备用辅助服务市场的可行性和兼容性,并提出储能系统参与3种应用场景的协同运行策略,以提高储能利用率.首先,通过最优机组组合问题研究储能用于促进风电消纳的运行计划.然后,优化利用储能闲置容量和功率参与电力能量市场和备用辅助服务市场,修正储能系统运行计划.此外,在储能投标备用容量时设置预留容量空间以保证备用可用.算例仿真验证了该方法可显著提高储能运营收益,并分析了储能初始荷电状态、容量和功率对各应用场景下收益的影响.     

计及实时电量交易的售电公司日偏差电量考核优化模型

启动现货市场的目的是建立电力中长期交易和现货交易相结合的市场化电力电量平衡机制,而在市场运营机制不完善的建设初期,以日为结算期的短期考核机制有利于市场公平交易,稳定现货市场中的电力电量波动。为了更直观地体现短期偏差电量考核对售电公司收益及经营策略的影响,构建了计及日偏差电量考核机制的售电公司日前市场收益模型。基于实时市场购电和与储能电站电量交易,建立了以售电公司收益最大化为目标的日偏差电量考核优化模型。基于广东省2017年交易数据模拟典型日现货交易和实际用电情况,对比分析模型优化效果,并对统一出清价和单位考核成本及与储能电站的交易电价、正、负偏差量进行了敏感性分析。结果表明：该优化策略可明显提高售电公司收益;统一出清价、单位考核成本和向储能电站购电电价对额外成本影响最大,向储能电站售电电价对额外收益影响最大,正、负偏差量对售电公司整体收益影响最大。     

数据驱动下风电–抽蓄联合参与日前–实时市场随机鲁棒竞价策略

风电出力不确定性和波动性导致其市场竞争力较弱,且电价的预测偏差可能进一步加大其市场风险。为减少不确定性因素对风电-抽蓄联合系统收益的不良影响,由对抗变分贝叶斯神经网络生成以风电为代表的可再生能源出力场景,基于数据驱动方法对实时电价进行模糊不确定性建模。通过随机鲁棒优化建立风电-抽蓄联合参与日前和实时电力市场的三阶段模型,相较于常规的两阶段随机优化,增加了第三阶段鲁棒改进过程,保证了竞价方案能够既有经济性又能够有效应对极端场景、既有鲁棒性又不过分保守。结果表明,所提方法比传统不确定性分析方法具有明显优势,能够在避免人为假设的前提下,高效且真实反映可再生能源出力场景以及表征电价不确定性,可有效减少风电实时出力波动和电价预测偏差带来的较高不平衡惩罚。     

基于合作博弈的含清洁能源发电商参与现货市场竞价策略及收益分配

随着清洁能源发电技术的成熟及其建设成本的下降,含清洁能源发电商在参与电力市场时逐渐从补贴对象转变为自主竞价的市场主体。一方面,火电机组具有较好的调节能力,但在较低的预期能源价格期间,昂贵的生产成本可能导致其单独参加现货市场竞标时缺乏竞争力;另一方面,清洁能源出力和现货市场电价的不确定性导致发电商在参与电力市场竞争时需承担投标偏差造成的损失,收益大幅下降。采用风火联合竞价策略可以促使二者优势互补、共赢发展。首先,以含清洁能源发电商参与现货市场竞价利润最大为目标,建立考虑投标偏差惩罚的风火机组联合组成的含清洁能源发电商两阶段随机整数优化竞价模型,采用条件风险价值理论评估清洁能源和电价预测偏差风险,并得到最优竞价策略。对联合后获得的收益,利用合作博弈论中的核仁解给出火电机组与清洁能源机组间的收益分配方法。算例仿真验证,所提竞价策略有效提高了含清洁能源发电商的利润,降低了投标偏差惩罚对含清洁能源发电商收益的影响,增强了含清洁能源发电商在参与现货市场的主动性。     

聚光型太阳能电站与风电场联合优化运行及竞价策略

聚光型太阳能热发电(concentrating solar power,CSP)技术被认为是最具发展前景的可再生能源利用技术之一,其在不增加系统不确定性的前提下,利用蓄热系统(thermal energy storage,TES)使太阳能成为可调度资源。同时,CSP电站具有灵活的调节特性,将其与风电相结合,可以降低系统出力的不确定性并提高可再生能源的消纳能力。该文分析CSP电站的储能特性,建立CSP电站与风电场联合优化运行及竞价模型。该模型对CSP电站各组成部分进行较为详细的建模,计及可再生能源出力和市场价格不确定性的影响。为了提高电力系统的灵活性并增加联合系统的经济收益,考虑CSP电站在参与辅助服务市场竞价的同时为风电场提供平抑出力波动的备用容量。最后,通过算例对模型的有效性进行验证,并分析说明联合竞价策略相较于单独竞价策略的优势。     

基于误差分配原则的发电侧共享储能容量规划研究

针对风电集群联合共享储能系统的协调控制和收益分配问题,提出基于预测误差分配原则的运行控制策略.首先,设计共享储能商业运行模式,建立储能变寿命与充放电模型.考虑政策补贴和季节性温度对储能定价和容量配置影响,建立多风场时空相关特性的风群联合大容量共享储能参与能量/调频市场的容量规划模型.通过所提策略计算风储联合系统的最优储...     

计及需求响应的分布鲁棒博弈区域综合能源系统运行优化策略

随着能源市场的发展,大量新兴市场主体参与竞争,区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)源荷间日渐复杂的利益耦合关系给制定有效的协同优化策略带来困难.因此,文章提出基于分布鲁棒博弈的RIES源荷协同优化策略,将RIES运营商作为领导者,用户作为跟随者,建立考虑供能侧...     

电力市场环境下风-储混合发电商的偏差电量考核模型

在含风电现货市场形成前的过渡阶段，风电商的偏差电量考核是完善含风电电力市场建设的过程中不可缺少的环节之一。为了更直观地分析偏差电量考核对风电商经济效益的影响，构建了风电商的偏差电量考核模型，同时采取风-储联合运营的方式来减少风电商需要被考核的偏差电量，并在此基础上建立了储能系统在不同控制模式下风-储混合系统的收益模型。基于混合整数规划技术调用CPLEX优化软件对模型进行求解，对比分析了储能系统对风电商经济效益的影响，并对偏差单位电量考核成本、偏差免考核系数进行敏感性分析。结果表明，在控制储能系统充放电次数的模式下，风-储联合运营能获得更好的经济效益。     

大规模风电并网背景下火电调峰行为演化博弈模型

为解决大规模风电并网所带来的消纳问题,基于火电机组容量和最高调峰率指标,以公平性原则为前提,针对不同类别的机组,设定了有偿与无偿调峰划分标准。将火电调峰行为转化为上网电量竞价收益与调峰辅助服务收益演化博弈问题,讨论了综合考虑两个市场情景下,各类火电厂的竞价策略及对应策略下的收益,分别求解了稳定策略。针对两类电厂的博弈问题进行了实证分析。结果表明：现阶段的调峰辅助服务补偿额与上网电量收益额存在巨大差距,并且这一情况在今后一段时间内仍将存在。制订合理的辅助服务市场规则,提升火电机组调峰的积极性,从而促进大规模风电消纳是亟须解决的问题。     

基于机会约束规划的风电商日前市场竞标策略

随着各国风电的迅速发展,风电商逐渐像火电商那样参与竞标来追求利润的最大化。但风能出力的不确定性、预测误差以及不平衡惩罚的存在,使得风电商的竞标存在风险。风电商作出决策时必须考虑对待风险的态度(冒险或保守)。文中以电能交易的日前市场为背景,在假定已知风能预测分布的前提下,基于机会约束规划,建立了考虑风险和期望利润的竞标模型。应用此模型,可以使风电商在得到最优竞标策略的同时,较好地协调风险与目标利润之间的矛盾。算例分析证明了基于机会约束规划的竞标策略的有效性。     

Joint operation of wind farm,photovoltaic, pump-storage and energy storage devices in energy and reserve markets

Renewable resources generation scheduling is one of the newest problems of the power markets. In this paper, joint operation (JO) of wind farms (WF), pump-storage units (PSU), photo-voltaic (PV) resources, and energy storage devices (ESD) is studied in the energy and ancillary service markets. There are uncertainties in wind power generation (WPG), photovoltaic power generation (PVPG) and the market prices. To model these uncertainties, the WPG is forecasted by using ARMA model and its scenarios are generated using Weibull distribution function. Moreover, other uncertain parameters are forecasted first, and their uncertainties are modeled by using scenario generation and scenario reduction method. The proposed JO method is used to determine the optimal bidding strategy of the PSU, PV, ESD and WF of IEEE 118-bus standard system. The results for these renewable energy resources confirm that the JO of these resources increases the profit and decreases the risk of the resources in comparison with their uncoordinated operation (UO).     

电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型

如何解决电网购电成本最小化目标与发电商收益最大化目标相矛盾的问题，是新能源消纳研究的重要课题。针对寻求矛盾的均衡解问题，提出了一种在电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型。首先根据一主多从博弈理论，将电网作为博弈主体，并引入新能源消纳惩罚成本，以购电总成本最低、解决弃风弃光问题为目标；然后将各发电商作为博弈从体，以售电收益最高为目标，构建一主多从电力市场博弈模型；最后通过改进型自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法解出该模型的Stackelberg-Nash均衡解。仿真结果表明，所提出的模型能使博弈各方获得利益的最优分配，并能有效解决弃风弃光问题。     

考虑多种不确定性的虚拟电厂交易策略

虚拟电厂解决了独立分布式能源发电之间缺乏有效协调控制的问题,随着我国电力市场改革推进,虚拟电厂逐渐作为一种综合型售电商参与到市场竞争中。针对虚拟电厂在市场交易中的多种不确定性及风险,提出了一种考虑虚拟电厂参与各子市场的合理交易策略。首先对虚拟电厂参与市场交易的不确定性因素进行分析,并采用场景分析法建模;分析虚拟电厂在各子市场交易的收益,并采用多损失CVaR法对风险因素进行建模,最终得到虚拟电厂参与交易的投资组合模型;最后通过算例分析了在不同风险偏好程度下,不确定因素对交易的影响程度以及虚拟电厂的交易策略,验证了所提出交易策略的科学合理性,对虚拟电厂参与市场交易具有借鉴意义。     

考虑风电计划跟踪的储能调度模糊控制系统研究

风储联合发电可在一定程度上确保风电功率并网计划的可靠实现,其关键技术离不开有效的储能能量管理与控制。提出了一种储能双层模糊控制策略。首先,利用改进的遗传算法优化自适应神经模糊推理系统,以获得未来风电功率。然后,结合实际储能荷电状态与风电功率并网计划动态跟踪调节需求,经双层模糊控制规则反复修正储能系统吞吐功率,确保储能系统的安全工作与功率计划跟踪目标的多任务执行。最后,利用现有仿真平台,采用风电场实际运行数据,通过将仿真结果与传统模糊控制进行对比,验证了所提策略的优越性。仿真结果表明,双层模糊控制策略能够在降低储能荷电状态越限次数的同时,进一步提高风电机组并网发电能力。     

考虑不确定性的风-光-储合作联盟参与含需求响应的主辅联合市场的竞价交易模型

清洁能源逐渐成为电力市场的竞争主体,考虑风光出力不确定性和探究高效的市场运行机制成为电力现货市场建设进程中的关键问题。采用非参数核密度估计法和多元Gaussian-Copula函数生成典型出力场景来描述风光出力的不确定性和时空相关性。上层模型基于纳什谈判理论最大化风-光-储合作联盟收益,采用麻雀搜索算法优化风光发电商的报价策略。下层模型以购电总成本最小为目标,设计了多主体参与含价格型需求响应的主辅联合市场的出清机制。最后分析了风光出力的典型场景和市场出清结果的合理性。通过算例验证了该优化模型能够提升合作个体的收益,降低了购电总成本和负荷的峰谷差。     

风电功率预测偏差管理与申报出力决策

风电功率的预测偏差会产生大量的自动发电控制（automatic generation control,AGC）调节费用。如何采用政策激励来提高风电预测准确性对电网安全与经济运行具有重大意义。研究了上网风电预测准确性考核管理与风电场最佳功率申报问题。借鉴当前电网调度公司对常规电源发电功率考核的方法,提出了考核风电功率预测...     

碳排放约束下虚拟电厂鲁棒优化竞标模型

虚拟电厂中的可再生能源发电出力和电力市场的电价具有不确定性特征,在虚拟电厂的竞标中如何处理这些不确定性因素的影响值得深入研究。应用鲁棒优化的方法处理风电出力和电力市场电价的不确定性,同时考虑碳排放约束对虚拟电厂竞标的影响,建立虚拟电厂鲁棒优化竞标模型。算例分析结果验证了所提模型的经济性和鲁棒性,显示了鲁棒优化法处理含有不确定性参数的优化问题的有效性,且碳排放约束会使虚拟电厂竞标策略发生变化。     

基于WCVaR评估的虚拟发电厂能量市场收益——风险模型

由于虚拟发电厂中存在风电机组等出力波动的可再生分布式电源,为了量化风电机组出力不确定性对虚拟发电厂进行能量交易时的收益风险,在考虑了风电机组出力不确定性因素后,利用最差情景下的条件风险价值(WCVaR)方法构建了包含运行成本、售电收益和交互收益的虚拟发电厂能量市场的收益—风险模型,然后采用遗传算法对其进行求解,并通过算例分析了不同风险水平下的机组出力情况、交互收益和碳排放量,以及虚拟发电厂在不同风险水平下进行能量交易时的WCVaR,验证了所提出模型的正确性,为分析风电机组出力对虚拟发电厂的收益、风险和减碳的影响提供了理论支持。     

热电联产企业非采暖季节热力产品营销研究

开发夏季热力市场可缓解空调负荷对电力的需求,合理利用能源。根据冬夏不同季节用户对产品的需求,提出产品的定价策略,提出开发夏季热力市场的方法及热力产品的营销渠道,努力提高市场占有率。热电联产企业通过市场营销手段达到企业收益最大化的目标,同时有利于能源资源的合理配置。