基于IGDT的梯级水电多元市场下中期运行风险度量方法

如何考虑日径流与市场出清电价的不确定性风险,得到相应变量的波动范围,并制定满足不同预期收益的中期调度运行方案,是梯级水电站市场化运行亟待解决的难点之一。该文结合西南某以水电为主导地位的电力市场结构和交易结算规则,建立基于信息间隙决策理论(informationgap decision-makingtheory,IGDT)的梯级水电站中期运行风险度量方法:针对水电参与市场的主要不确定性,采用IGDT进行建模得到下层求解最小/最大售电收益、上层求解变量对应最大/最小波动范围的双层模型,然后进行转换得到等价的单层模型,实现模型的求解。所提方法考虑了径流与电价对梯级水电站中期运行的影响,无需获取不确定变量概率分布,在保证调度结果精确性的基础上降低了计算复杂性,能够为调度运行提供合理的决策基础。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,所提方法能够获得满足不同预期收益目标下径流与电价的最大/最小波动范围,同时对比考虑不同变量不确定性的情况并对其产生的影响进行定量比较,不同风险偏好的梯级水电站决策者可由此评价不同的方案,并采取相应的方案来进行中期优化调度保证期望收益。     

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.     

基于鲁棒后悔度的日前市场购电联合优化

随着风电并网规模的不断增大,风电输出功率的不可预测性对电力市场交易的影响增大,弃风比例增加。为了优化日前市场的交易计划并合理利用风资源,该文联合日前能量市场、备用容量市场以及实时平衡市场优化日前购电计划,用区间数表示风电出力的不确定性和实时市场电价的不确定性。在确定日前市场最优购电策略时,由于风电出力和实时市场的能量平衡费用无法准确预知,该文考虑购电决策者的后悔心理,以鲁棒后悔度最小为目标得到日前市场最优购电策略。具体算例分析表明,该文购电方案可以有效降低购电决策者的后悔心理,合理利用风资源,降低购电成本。     

不确定性电价分析

电价是电力市场中核心问题之一。交易中心执行交易过程，根据机组报价数据确定系统边际电价。值得注意的是，未来的系统边际电价是一个随机变量，这是由于未来时间机组可用率、系统负荷等不确定性因素的存在。因此，从概率角度考察电力市场中的电介分布规律是非常合理而且也十分必要的。与其他研究不同的是，该文提出了由机组报价的概率性而直接导致的不确定性电价这一新问题。鉴于这个问题的复杂性，该文以序列运算理论为基础，提出了一种合理的分析方法。可直接处理机组报价的不确定性，最终算出在不同的需求下系统边际电价的概率分布，并进一步得到其期望和方差。这个分析结果将为评价电力市场的风险提供直接的依据。算例研究表明该文模型和算法的正确性。     

双重不确定性下考虑风险偏好的风储系统日前报量策略

“两个细则”中明确指出对风电场参与市场运行进行偏差考核，市场机制下电价与风电出力的不确定性，进一步增加了风电场参与现货市场的收益风险。而信息差距决策理论(info-gap decision theory,IGDT)具有在严重不确定性背景下的优化决策能力，因此提出基于IGDT的风储联合系统日前报量决策模型。首先，立足于传统风储联合系统日前报量决策模型，在目标函数中引入了偏差惩罚项，量化日前报量决策导致的实时费用风险。其次，考虑决策者风险偏好的差异，构建了“风险规避”和“投机套利”两种风险偏好的IGDT电价不确定性描述模型。同时，利用贝塔分布描述风电出力分布特征，并采用超拉丁立方的区间采样实现决策者风险偏好在风电出力不确定性上的有效量化。最后，采用McCormick包络将原问题进行凸松弛后利用商业求解器求解。算例表明，所提出的日前报量决策模型能够满足决策者不同风险偏好的前提下，进一步提高风储系统的日前收益。     

电网规划方案的适应性与风险评估

电力规划方案的适应性与风险评估，是电力规划工作中一项极其重要的内容。在市场环境下，电网规划方案所存在的风险及其对不确定因素的适应性，是评估工作面临的新挑战。鉴于电力系统以及电力市场中诸多不确定性因素的影响，基于电力市场模拟的原理，将蒙特卡罗模拟引入到电网规划方案的适应性与风险评估之中，并详细描述了在电力市场环境中对不确定性因素进行蒙特卡罗模拟并应用于市场模拟和生产模拟的基本思想、方法、流程。主要围绕负荷与电价这两个不确定性因素展开，将整体思路应用于江苏省电网规划方案的分析之中，结合华东区域电力市场运营规则，进行了2010年电网规划的评估。实际应用表明，所提出的评估方法能够很好地突出市场中的关键因素，模拟市场中的极端情况，为市场环境下电网规划方案的适应性与风险评估提供了一个切实可行的方法和思路，具有较大的实用价值。     

水电厂电量不确定性风险的管理

水电厂商的电量由于受来水影响，具有不确定性，很难准确估计各时段的发电量，因此该文提出了一个水电厂电量风险管理方案。通过一个电力双边合同和两个复合电力期权将水电厂与电力公司结为风险同盟，共同分担水电厂电量不确定性风险。双方的合作不仅有效规避了水电厂的电量不确定性风险，而且该方案还有良好的社会效益。文中以无套利定价方法给定了复合看涨期权和复合看跌期权的定价公式，并通过蒙特卡罗法模拟随机的水文情况和市场出清电价以计算期权价格和合作的社会效益。算例以某实际水电厂为例，分析了水文波动性、合同电量和合同价格对复合期权价格以及社会效益的影响。     

发电企业竞标策略的研究

电力市场是不完全竞争市场，发电企业将通过竞标策略来追求最大的收益。该文假定电力市场是需求刚性的发电侧市场，采用暗标拍卖的竞价方式，并统一使用市场出清价结算。发电企业提交的竞标曲线是企业发电出力与电价之间的线性单调不减函数。文中在分析了已有竞标策略研究的基础上，建立了最优竞标策略的数学模型，给出了最优竞标反应函数，并根据可获取的市场信息量的不同，提出了3种具体的竞标方案，即分别估计竞争对手策略的方法、假定所有发电企业策略相同的方法和将所有其它企业视为单一竞争对手的方法。算例表明该文的方法具有较好的适应性和较小的决策风险。     

考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法EI北大核心CSCD

径流和电价不确定性是梯级水电站参与电力市场面临的主要问题,中长期合约分时段签约增加了电价不确定性和分段复杂性,如何评估分段电价的不确定性风险,确定水电企业竞价策略是亟需解决的问题。该文结合云南电力市场的交易规则,提出一种考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法。首先,结合差价合约结算规则,建立梯级水电站月度分时优化调度模型,确定基础收益和日电量。然后,建立基于信息间隙决策理论的分段电价分段鲁棒模型,对各个分段电价分别进行分段鲁棒优化,以各个分段电价波动幅值总和最大为目标,进行模型求解以及风险分析。最后,以澜沧江下游水电站实际资料为例,进行算例仿真,证明所提方法的有效性。     

不确定多市场环境下基于序列运算的发电商容量分配策略

在多元化的电力市场中，发电商面临的关键问题是如何在合约交易、日前交易、辅助服务交易的竞争市场中分配有限的发电容量，从而获得最大效益。作者提出了不确定市场环境下发电商的一种容量分配方法，该方法应用序列运算理论(SOT)描述了不完全竞争的市场模型；引入经济学的效用函数来描述不同决策方案的效益；选择效益最大的方案作为有限发电容量的最优分配方案。以IEEE RTS为例，具体分析了发电商在合约市场、日前有功市场、旋转备用市场的容量分配问题。仿真结果表明所提出的方法能够合理地确定发电商的最优容量分配方案。     

发电侧逐步市场化的竞价新模式

文中针对我国电力工业市场化改革的难点问题，提出了一种适合中国现阶段国情的发电侧逐步市场化的竞价新模式，其核心思想是：在电力市场化的时期，将发电机组划分为市场内，外两组。市场内机组实现竞价上网，市场外仍按核定成本发电，并可保留合同。市场内，外发电负荷的分配比例取决于各组的综合上网电价，该模式可较好地解决历史遗留问题，实现市场内机组竞价负荷的弹性化，平衡系统电价，避免在过短时间内全部市场化所产生的风险，用市场手段引导发电公司逐步走向市场，针对这一新的市场模式，该文建立了相应的模型，并提出了相应的计算方法，该模式和算法已经在实际系统中得到应用，为我国电力市场改革提供了新的思路。     

Risk-based framework for supplying electricity from renewable generation-owning retailers to price-sensitive customers using information gap decision theory

In this paper, selling price determination problem for an electricity retailer has been studied. In the proposed model, the selling price is determined under fixed pricing (FP), time-of-use pricing (TOU) and real-time pricing (RTP). It is shown that the selling price determination based on RTP by the retailer can lead to the higher expected profit. Furthermore, to exchange power between retailer and power market, the bidding and offering curves should be prepared to bid and offer to the day-ahead market. Therefore, this paper proposes an information gap decision theory (IGDT) for obtaining of optimal bidding and offering strategies of retailer. IGDT assesses the robustness and opportunity decisions of optimal bidding and offering strategies in the presence of market price uncertainty while retailer considers whether robustness decision (risk-averse) or opportunity decision (risk-taking). It is shown that risk-aversion and risk-taker influence the expected profit and optimal bidding and offering curves. Meanwhile, the scenario-based stochastic framework is used for uncertainty modeling of market prices, client group demand and variable climate condition containing temperature, irradiation and wind speed. To validate the proposed model, three case studies are used and the results are compared.     

考虑竞价风险的多目标优化发电研究

基于交易日市场电价预测曲线,采用概率统计方法对竞价风险进行评估,并在发电成本中纳入有害气体排放控制成本,以竞价风险最低化和全天发电期望利润最大化为目标,构建可体现机组出力与市场电价之间协调联动关系的机组交易日分时段出力多目标优化模型;通过将非劣排序操作与微分进化算法有机融合及改进以克服进化早熟和搜索不均匀等问题,设计出一种新型多目标微分进化算法对模型进行求解,并采用模糊集理论提取总体最优解。最后通过算例仿真,验证了本文方法能有效降低发电商对竞价风险的敏感性,可实现低风险、高收益的竞价上网。     

火电厂投资风险决策的模型与整体框架

该文引入全新的机会成本评价原则，以投资商最关心的装机进度和规模以及融资结构作为决策变量，以资金在全局意义下得到最合理利用为目标，用蒙特卡洛模拟进行风险分析，并结合决策者对风险的主观态度，建立了电力市场环境下火电厂项目投资决策问题的实用而新颖的数学模型。在此基础上应用博弈论方法，分析了竞争对手投产策略对本项目的影响。后续文章中将给出模型的算法和算例分析。     

发电商多输入决策因子竞价的智能代理模拟方法

电力行业从垄断到竞争,市场成员的决策方式会发生很大的转变;受市场参与者成本、风险偏好、电力市场供求关系等因素的影响,其决策行为将受到多种因素的共同影响。在对诸多影响市场成员竞价决策的相关因素分析基础上,提炼关键影响因子分类建模,建立能够模拟发电商日前市场竞价行为的多输入决策因子模型,应用VRE-learning强化学习算法,在5节点测试系统上进行市场成员竞价行为模拟。实验结果表明,运用所建立的竞价决策模型可以较好地表征市场成员的风险特性和决策从属目标,验证了所提方法的有效性。     

Incorporating reliability evaluation into the uncertainty analysis of electricity market price

A novel model and algorithm for analyzing the uncertainties in electricity market is proposed in this paper. In this model, bidding decision is formulated as a probabilistic model that takes into account the decision-maker's willingness to bid, risk preferences, the fluctuation of fuel-price, etc. At the same time, generating unit's uncertain output model is considered by its forced outage rate (FOR). Based on the model, the uncertainty of market price is then analyzed. Taking the analytical results into consideration, not only the reliability of the power system can be conventionally analyzed, but also the possible distribution of market prices can be easily obtained. The probability distribution of market prices can be further used to calculate the expected output and the sales income of generating unit in the market. Based on these results, it is also possible to evaluate the risk involved by generating units. A simple system with four generating units is used to illustrate the proposed algorithm. The proposed algorithm and the modeling technique are expected to helpful to the market participants in making their economic decisions.     

考虑输电容量约束的发电公司竞价策略的不确定规划方法

在基于估计竞争对手的报价系数来构造发电公司最优竞价策略的问题中,综合使用历史数据和专家经验能为决策者提供更为科学的决策依据。本文在不确定理论框架内,提出了能够同时支持使用历史数据和专家经验的考虑输电容量约束的发电公司竞价策略方法,给出了由市场清除问题和最优报价策略问题组成的两层不确定约束规划模型,设计了一种由神经网络和改进遗传算法组成的混合求解算法。用3节点系统和IEEE 30节点系统对所提出的模型和算法进行了计算分析,结果表明本文的方法是可行和有效的。     

电力市场环境下发电机组的最优检修策略初探

在电力市场环境下,由于市场电价具有高度的波动性,在不同的时段安排发电机组的检修对相关发电公司的收益自然有不同的影响,发电公司就需要优化检修策略以使检修期间的收益损失最小化.由于发电机组的检修计划是预先做出的,这使得发电公司在进行检修决策时所依据的信息,特别是电价信息,是不完整的或不确定的,在此基础上作出的决策就不可避免地带有一定的风险.在计及风险的条件下,作者对制定发电公司的最优检修策略问题进行了初步的探索性研究,针对所研究的发电公司作为价格接受者(price taker)和非价格接受者这两种情况,以预测的市场电价为基础,给出了求解该问题的方法框架,构造了数学模型,提出了求解方法,最后用算例说明了该方法的基本特征.     

零售市场单一卖方的最优风险管理策略

电力零售市场的单一卖方在制定风险管理策略时,需要解决的基本问题是如何在电力现货市场和期货市场之间分配购电量.文章采用标准差作为风险测量指标,运用效率边界的概念,建立了零售电力市场单一卖方最优风险策略的模型,得到了用于最优风险策略及其风险减少量的简洁计算公式,并解释了最优风险策略计算公式的风险管理意义.敏感性模拟显示,该模型给出的最优风险策略能很好地管理因现货价格波动而产生的风险,但对因需求量波动而产生的风险的管理效果不理想,并且现货价格与需求量之间较强的相关性将明显削弱风险策略的风险管理能力.