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电在竞价过程中,受梯级水力约束的影响,梯级电站申报量最值与市场价格峰值出现时刻并不同步,但整体上市场价格高时较市场价格低时申报量更高;运用该文构建的模型能得到合理的优化调度竞价结果,能充分发挥上游电站的调节能力和下游电站的发电潜力,最大限度地挖掘梯级电站联合运行所产生的效益,在考虑备用调用不确定性下梯级期望总收入为2 469万元。     

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。     

考虑多业主梯级水电站的日前市场分期出清方法

经过多年的流域开发,中国已建成众多梯级水电站。在电力市场化改革背景下,梯级水电站与其他类型发电站同台竞价将成为必然趋势。当多业主梯级水电站以单站形式参与现货市场竞价时,调节能力欠佳的下游电站的可发电量一般由上游电站出力流量决定。下游电站由于无法提前获知上游电站的竞价策略,可能会出现中标电量无法执行的情况,市场运营机构无法有效实施统一调度,难以合理利用水资源。为此,文章探讨了不同业主梯级水电站参与日前市场的分期出清方法:先考虑电力约束,再根据上、下游水力耦合关系进行流域内电量转移的平水期方法;将下游电站中标电量表示为上游电站中标量的线性函数并嵌入出清模型,从而实现下游电站可发电量全额收购的枯水期方法,此分期出清方法能够迅速有效地得到优化后的各电站交易电量。最后,在算例中对两种出清方法进行验证,结果表明所提优化方法能有效解决下游电站中标电量与可发电量失衡的问题,进而提升梯级流域市场竞争力。     

电力市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

分析了电力市场环境下梯级水电站优化调度的特点,提出梯级水电站优化运行三步调度方案,针对不同阶段分别建立了面向电力市场的梯级水电站短期优化调度模型,包括总用水量相同情况下发电效益最大调度模型和总负荷一定条件下耗水量最小调度模型;对遗传算法进行了改进,提高了其收敛速度和求解精度,提出了基于混合遗传算法的模型求解方法.实例研究证明该方法科学可行,对电力市场环境下梯级水电站短期调度运行有较高的参考价值.     

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。     

面向电力市场的梯级水电站联合优化调度研究

分析了电力市场环境下梯级水电站优化调度的特点，提出了面向电力市场的梯级水电站联合优化调度模型；对遗传算法进行了改进，提出了基于改进遗传算法模型求解的方法。工程实例证明，该方法科学可行，对电力市场环境下梯级水电站运行调度有较高的参考价值。     

计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

在电力现货市场试点建设的背景下,如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场,提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度,考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价,以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性,并引入条件风险价值作为风险评估指标,以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标,通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后,以某梯级水电站进行模拟仿真,算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。     

基于自调度的日前市场出清机制设计

在现有中长期市场的基础上,构建合理的现货市场机制,稳步推进现货市场建设,是云南电力市场改革下一步工作的重点。本文在对美国PJM市场自调度机制深入调研的基础上,结合云南电力市场发展现状和水电的竞价特点,提出了一种基于自调度的日前市场出清机制,构建相应日前市场出清模型并进行出清过程模拟。算例分析表明,该机制符合云南水电竞价的特点,有利于实现云南现有中长期电量市场向现货市场的平稳过渡。     

多主体梯级水电参与日前市场的联盟竞价策略与收益分配

中国河流流域梯级水电众多,且存在同一流域上下游电站所属发电集团不同的情况。由于梯级上下游电站间的耦合关系复杂,当多主体梯级水电分别参与日前市场竞价时,可能会使上下游出清结果不匹配,导致水电收益降低、弃水增加。通过联盟竞价,联盟体充分考虑上下游电站的水力耦合关系,提交相匹配的投标决策,能够提高梯级水电参与日前市场的收益,减少弃水流量。为此,文中提出了梯级联盟投标策略优化模型,将梯级联盟最优投标和日前市场优化出清分别作为模型的上、下层,再利用KKT（karush-kuhn-tucker）条件和对偶理论将双层模型化为单层混合整数线性规划模型;采用沙普利值（shapley value）方法对多主体梯级水电的联盟竞价收益进行分配;通过算例仿真验证了该模型的有效性和合理性。     

基于可行搜索空间优化的电力市场下梯级水电站短期调峰运行研究

考虑电力市场的边际电价、短期水库调度的时滞效应,建立梯级发电效益最大模型。针对高维、非线性复杂优化调度问题,在水库综合用水、电网调峰等多约束条件下,采用约束处理技术,从优化可行搜索空间角度改进优化算法,对模型进行求解。以黄河上游梯级水电站为例,对梯级发电效益最大模型进行求解,计算结果较正常运行结果日发电效益增幅2.63%,计算耗时缩短了2380ms,验证了改进算法的合理性和有效性。     

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。     

考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变量,根据信息间隙决策理论得到鲁棒模型中满足预期收益的变量的最大波动范围,再利用前景理论在该范围内构建一种计及决策者心理因素的竞价策略模型.以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例进行仿真分析,结果表明所提方法可提供不同预期收益目标下日径流与市场电价波动范围,并且可在该范围内根据决策者不同的风险偏好程度制定合理的申报决策与运行方案.     

电力市场下水电厂竞价综述

针对水电机组的特点,对联营市场模式下的水电机组竞价策略和水电市场势力进行了总结和评述。在过渡时期,水电机组继承垂直一体化管理模式,配合火电运行报价,不能突出水电的效益。采用完全竞争方式则需要建立现货交易市场下的水库优化运行模型,但改进后的模型可以考虑传输网络约束、机组组合以及系统中的不确定因素。为了协调利益关系,对同属一个业主的梯级电厂,可以聚合为一个报价单元,而建立水批发市场共同调节不同业主的收入分配。对市场势力的研究发现,水电厂可以通过研究不同时段间的需求弹性差来行使市场势力,在需求的低弹性阶段不发电而在高弹性时发足够的电。纵观国内外由市场实现水电资源优化配置的研究,今后还需要在水电的市场地位、区域水电厂的竞争模式、综合利用、梯级水电竞价、弃水电量、电价预测以及电力市场环境下的流域梯级开发调度模型和算法上进行更加广泛的研究。     

The impacts of different bidding segment numbers on bidding strategies of generation companies

In a competitive electricity market, generation companies design bidding strategies to maximize their individual profits subject to the constraints imposed by bidding rules. For a generation company, obviously, the optimal bidding strategy and hence the potential of exercising market power may be different if different bidding rules are employed. Hence, a well-designed bidding protocol is vital to the effective and efficient operation of an electricity market. Based on the widely used stepwise bidding rules, the impacts of different numbers of bidding segments on the bidding strategies of generation companies are investigated. This study is focused on a price-taker generation company in an electricity market. A probabilisic model is used to simulate electricity price in the competitive market environment. With a given number of bidding segments, the optimal bidding strategy for a price-taker generation company is then developed. The effects of risk preferences as well as information asymmetry on the optimal bidding strategy are also examined. With particular references to the impacts of different numbers of bidding segments on the optimal bidding strategy, a numerical example is employed to demonstrate the validity of the proposed model and methodology.     

基于区块链的多主体梯级水电市场交易模型

在电力市场环境下流域梯级电站各投资主体的利益博弈和信息交互,给传统的梯级水电调度带来巨大挑战。基于此,本文提出了一种基于区块链的多主体梯级水电群日前市场交易模型。首先,建立了基于区块链技术的梯级水电市场交易模式,并对传统区块链加密算法进行改进;其次,针对水电站地理分布与经济隶属不一致的问题,建立了多主体梯级水电日前市场交易模型,实现了流域梯级水电地理耦合与经济协调的一致性。然后,引入目标级联分析法,分别以发电商收益最大化和整个流域购电成本最小化为目标进行交替求解,实现了多主体梯级水电站群在个体和整体的统一协调优化。并将其应用于长江干流梯级水电系统进行算例测试,结果表明,所提方法不仅为梯级水电市场交易数据安全性提供了保障,还能够在考虑电站之间协作的同时确保流域梯级联合调度效益最大化。     

含可再生能源的电力系统周优化运行策略

为协调各机组月度合约电量的完成,研究并建立包含风、光、梯级水电和火电的多源混合电力系统周优化调度模型,提出含月合约电量分解、周优化调度和日前优化调度的滚动协调调度模式,分析影响周优化调度的来水因素和滚动模式因素。算例结果表明,在蓄水期来水较丰时,引入周优化调度可以合理分配梯级水电站的水资源,提高梯级水电站综合运行效益,协调各机组月度合约电量的完成。     

综合环境保护及峰谷电价的水火电短期优化调度

为了使电力市场环境中的发电侧能够实现节能环保且高收益的发电目标,对机组出力变化与分时电价波动之间的关系进行了研究,构建了一种新的水火电短期优化调度模型,该模型以实现电力市场条件下最大发电收益为目标,同时综合考虑了峰谷分时电价和环境保护成本对发电侧经济效益的影响,还考虑了梯级水电站群的蓄水量、下泄流量、机组出力等约束条件,由此得出机组的优化调度方案。针对传统优化算法难以处理高维梯级水电站优化调度多约束条件的缺陷,利用微分进化算法对此优化模型进行求解,仿真计算结果证明了该模型的合理性和算法的有效性。     

三峡电力系统调峰问题的研究

建立了三峡电力系统短期优化调度模型，采用全局优化的方法，研究了三峡电力系统的调峰问题，分析了电力市场环境下采用竞价模式对于三峡电力系统调峰问题的影响。2005年的模拟计算结果证明了该模型和算法对研究特大型系统的调峰问题的有效性。