计及V2G备用服务的交易模式

随着电动汽车的普及,电动汽车接入电网(vehicle-to-grid,V2G)备用的引入将不可避免地影响传统备用市场交易模式。从可靠性和经济性角度,对比分析了V2G备用与发电备用的异同,指出了含V2G备用的市场交易特点,并分析了在一定可靠性要求下,未来交易中备用需求、供给与价格间之间的联动关系。以此为基础,提出了以购置成本和风险成本总和最小为目标,以可靠性综合电价作为衡量指标的计及V2G备用服务的备用交易新模式,并基于顺序投标法给出了具体求解方法。该模式综合考虑了电动汽车用户参与备用服务的违约概率和传统发电备用的事故概率,实现了V2G备用与发电备用的联合优化调度,为未来含V2G的备用服务交易模式提供了一种新思路。最后,通过算例验证了所提交易模式的有效性和正确性。     

基于模糊隶属度的充电站多目标优化调度

为兼顾充电站运营商的经济效益与配电网的安全性,建立充电站内电动公交车参与车联网（vehicle to grid, V2G）的多目标优化调度模型。所建模型不仅考虑了电动公交车的出行需求,还考虑了充电站内车-桩的连接状态。由于模型的优化目标间相关性小,故采用模糊隶属度函数对其进行模糊化处理,并基于最大最小理论将多目标优化问题转化为以最大化满意度为目标的单目标优化问题进行求解。仿真结果在无序充电和参与V2G两种模式下对单目标策略和多目标策略进行比较分析,验证了文章所述电动公交车参与V2G的多目标优化调度模型的经济性和有效性。     

计及经济性、可靠性和排放因素的备用市场竞价模型

针对电力市场环境,发展了综合考虑经济性、可靠性和排放因素的多目标备用竞价模型。为描述与备用供给相关的可靠性,定义了备用不足期望值,其也可用于区分发电机组与可中断负荷在提供备用过程中的差异性。在此基础上,提出了求解多目标备用竞价模型的2阶段求解算法。首先,基于改进的多目标粒子群算法,求解最小化备用容量成本、备用不足期望值和碳排放量3个目标的多目标竞价模型,获得一组Pareto解。之后,采用熵权决策法评价这些Pareto解,从中得到备用最优购买方案。最后,以包含12个竞价机构(包括发电机组和可中断负荷相关机构)的电力市场/系统为例,说明了所发展的备用竞价模型的基本特征和求解算法的有效性。     

含碳捕集电厂的低碳备用市场竞价模型与碳捕集水平风险决策

以低碳电力为背景,提出了能够体现碳减排因素的备用市场竞价模型及该模型下碳捕集电厂捕集水平风险决策方法。建立了能够计及容量事故随机性的机组备用弹性需求曲线,然后根据外部性内在化理论,将边际碳排放成本内置到机组备用报价中,以得到的边际综合成本作为竞价依据,从而计及和区分机组碳排放特性差异,并采用供给与需求方法获取最优备用点。基于上述模型,分析碳捕集电厂的备用竞价优势,区分其收益与成本的风险性质差别,并从风险管理的角度优化CO2捕集水平决策。仿真结果表明该竞价模型可以从社会角度实现备用的优化配置,对于碳捕集电厂而言,其捕集水平过高或过低均不合适,而应存在最优值。     

考虑电动汽车入网辅助服务的配电网日前调度策略

为避免大量电动汽车(EV)无序充电对电网安全、经济运行的影响,提出了基于电动汽车入网(V2G)辅助服务的配电网日前调度方法。首先,基于智能电网和物联网的历史及实时信息建立EV充放电模型,并进行EV辅助服务参与者的筛选和分类。其次,建立了考虑V2G辅助服务的2层配电网最优经济调度模型。上层模型以网损成本、EV用户成本和系统总负荷均方差最小为目标,优化充电站的充放电功率和电压调节设备的工作状态;下层模型以EV的充放电状态转换次数最少和充电站功率与上层优化结果偏差最小为目标,计算每辆参与辅助服务EV的充放电功率。最后,算例系统仿真验证了所提方法的有效性。     

基于外部成本内置法的备用市场竞价模型

针对多因素下多种备用资源的优化配置问题,提出基于外部成本内置法的备用市场竞价模型。以需求响应为机会成本,同时考虑容量事故的不确定性,采用风险管理方法建立发电侧备用需求曲线,实现需求侧与发电侧两类备用资源的协调。量化分析发电侧备用可靠性与碳排放因素的边际外部成本,并将该成本内置到发电侧备用的内部成本报价中,以所得边际综合成本作为竞价依据,进一步实现了发电侧备用资源的内部协调。最后,通过供需理论得到备用最优点。算例仿真结果证明所提方法能够从社会角度实现备用资源的优化配置,具有可靠性与碳减排激励作用。     

考虑碳排放成本的备用市场竞价模型

以电力低碳化发展趋势为背景,以备用资源优化配置为目的,提出了能够体现碳减排因素的备用市场竞价模型。该模型建立机组备用需求曲线,以考虑容量事故随机性特性和实现多种备用资源的协调配置;应用外部性内在化理论,将边际碳排放成本内置到机组备用报价中,以得到的边际综合成本作为竞价依据,从而反映机组碳排放特性的影响。最后采用供给与需求理论方法获得备用决策最优点。对该竞价方法与传统竞价方法进行了比较,比较结果证明该方法可以找到最优的备用配置点,同时具有碳减排激励作用。该方法兼顾了备用服务的市场化运营与碳减排要求,算例结果也验证了这一点。     

计及输电约束的发电商主辅市场联合竞价策略

随着新一轮电改的进行,电能市场和辅助服务市场的建设也提上了日程。由于电能和备用的特殊耦合关系,电能和备用市场的联合竞价与出清是下一步的发展方向。基于线性供应函数和统一市场出清模型,考虑输电线路阻塞,提出了发电商在电能与备用联合市场中的最优竞价策略。发电商在电能和备用联合市场上的最优竞价是一个双层优化问题,上层采用粒子群算法搜寻解空间,下层采用路径跟踪内点法进行市场出清。采用IEEE 30节点网络对发电商竞价策略进行了仿真分析,结果表明:该方法能有效求解发电商在联合市场上的最优策略;同时输电阻塞的存在会使得发电商行使市场力以牟取暴利,进行合理的阻塞管理和提高用户需求弹性是抑制发电商市场力的有效措施。     

考虑备用服务的电动汽车代理商竞价与定价联合优化

电动汽车代理商(EVA)的出现有望改善电网与大规模电动汽车的互动用电问题。以EVA为研究对象,分析其运营过程中的购、售电市场行为,提出其参与备用服务市场后的竞价与定价联合优化方法,以提高代理商在参与电网能量交易中的经济收益并降低电动汽车的充电成本。在建立日前能量市场和备用服务市场的统一出清模型的基础上,考虑EVA与车主的主从博弈,建立EVA的竞价与定价策略的双层优化模型,得到EVA在日前市场的最优竞价策略和充电费用的制定策略。通过算例分析表明所提模型的有效性,验证所提策略的经济性和灵活性。     

考虑V2G模式的配电网风光-电动汽车协同调度优化研究

风光组合发电的自然间歇性与随机性给电网的安全稳定运行带来极大挑战,同时也制约了风、光发电产业的发展。为减小地区电网负荷峰谷差,增强对可再生能源的接纳能力,以地区电网等效负荷波动最小和用户充电成本最低为目标,建立考虑电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid,V 2 G)模式并计及风电和光伏出力的多目标协同调度模型,以合理安排电动汽车的充放电行为。定义了各目标的隶属度函数,通过运用最大模糊满意度法,将该多目标优化问题转化为单目标非线性优化问题,并运用纵横交叉优化算法(CSO)进行求解,得到最优调度方案。算例结果验证了模型的有效性和求解方法的可行性。     

考虑水火协调的多目标优化分组分段竞标模型

该文提出了一种解决多目标优化问题的新方法和一个综合考虑水火协调及能源、环境和经济等多目标优化的分组分段电力市场竞标新模型。定义各单目标最优性判据的比值为目标之间当量系数，即通过定义能耗价格系数、环保价格系数等当量系数将多目标问题转化为新的单目标优化问题，从而可用一般单目标算法求解；提出了考虑竞标机组多因素将其评估分组，然后在特定分段上竞标的新思路：算例结果表明了算法的正确性和模型的有效性；该模型具有综合分段竞标和多目标优化优点，符合能源配置原则，体现竞标机组多因素公平性等优点。     

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。     

基于机会约束规划的供电公司最优报价策略

研究在输配分开电力市场中供电公司的最优报价策略问题。鉴于机会约束规划作为一类快速发展的随机优化方法能以显式的形式刻画风险,针对以联营体为基础的输配分开电力市场,在假设的市场交易规则基础上,构造了在现贷市场中基于机会约束规划的供电公司最优报价策略模型,并采用遗传算法求解。算例仿真表明,该研究工作为构造考虑风险约束的供电公司报价策略问题提供了一个新途径。     

计及备用风险性的新型电力系统源网协同安全经济调度

为合理利用源侧备用资源,提出基于随机潮流和半不变量法的备用风险评估指标,以准确量化因备用不足而造成的潮流越限风险;为了实现源侧备用资源和网侧可控资源的协同优化,将网侧有载调压变压器和电容器组无功补偿装置纳入决策变量,以系统运行成本最低和系统运行越限风险指标值最小为优化目标,构建计及备用风险性的新型电力系统源网协同安全经济调度模型;将布朗运动和莱维飞行随机游走机制融入多目标微分进化算法,设计新型的布朗-莱维多目标微分进化算法,对模型进行高效求解。算例分析结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

单一卖方电力市场供电公司最优报价策略

单一卖方的电力市场竞价模式构想为电力工业提供了一种新的可能的改革模式。在单一卖方电力市场中,用电侧的供电公司竞价购电。供电公司作为市场竞争主体参与竞价购电时,其运营收益在很大程度上取决于其所采用的报价策略。针对采用分段报价函数和按供电公司实际报价结算的单一卖方电力市场,建立了供电公司报价策略的数学模型。将最优报价策略描述为随机优化问题,并采用Monte-Carlo方法求解。用一个有4家供电公司参与的单一卖方电力市场为例来说明该报价策略模型的基本特征。     

计及碳交易与条件风险值的虚拟电厂竞价策略

为探索虚拟电厂(VPP)兼顾经济性与低碳性的竞价策略,从VPP作为价格制定者的角度提出一种计及碳交易与风险的VPP参与电能量市场和备用市场的主从博弈竞价模型。以含风电、光伏的VPP为研究对象,首先,采用基准线法为VPP无偿分配碳排放配额,建立了VPP的碳交易模型;之后建立了基于主从博弈理论的双层竞价模型,上层领导者为参与碳、电、备用市场的VPP运营商,下层跟随者为电力市场运营商;同时,运用条件风险值（CVaR）将上层问题转化为计及风险的多目标优化问题;最后采用遗传算法和求解器联合求解。算例表明该模型可以在多市场的环境下提供经济、低碳的竞价策略及不同市场的出力计划,并分析了不同市场类型、碳交易的加入、不同风险厌恶系数对VPP竞价结果的影响,为提高VPP运营商收益提供了新思路。     

Information Gap Decision Theory-Based Risk-Constrained Bidding Strategy of Price-Taker GenCo in Joint Energy and Reserve Markets

This paper presents an optimal bidding strategy for price-taker generation companies (GenCos), which participate in a day-ahead joint energy and reserve market. Moreover, this problem is formulated as a Mixed-Integer Quadratic Constrained Program (MIQCP) to maximize the profit. Also, the price uncertainties of energy and reserve markets prices have direct impacts on the expected profit and bidding curves. This optimization problem is modeled with utilization of information gap decision theory (IGDT) for optimizing robustness to failure—or opportunity to windfall—under uncertainty conditions. IGDT assesses the robustness/opportunity of bidding strategy in the face of price uncertainties to determine whether a decision is risk-averse or risk-taking. Correlations among the prices of energy and reserve markets are properly modeled based on the concept of weighted average squared error using a variance–covariance matrix. It is shown that the risk-averse decisions, as well as risk-taking decisions, will affect both expected profit and bidding curves. The proposed method is verified in simulation studies on a GenCo comprising 5-unit thermal that participates in a day-ahead joint energy and reserve markets. Also, the proposed model is applied to a 54-unit thermal GenCo of IEEE-118 bus to validate the computational effectiveness of the proposed model in large system.     

多目标优化分段竞标电力市场的研究

提出了一种兼顾污染物排放量最小和购电费用最小等多目标综合优化的电力市场分段竞标新模型。采用2种算法求解该模型：一是模糊算法．即首先分别求解各单目标分段竞标模型,接着将各目标函数模糊化,然后采用最大满意度法将多目标问题转化为新的单目标分段竞标问题,由此求得兼顾多目标的竞标结果;二是目标函数转化为约束算法,即将污染物排放量作为约束构成新的购电费用最小分段竞标模型。算例仿真结果表明了该模型的有效性。也表明该模型不仅具有分段竞标的优点,还可使经济、环保等多目标综合优化,从而体现竞标机组多因素贡献的公平性。     

电动汽车接入对风电穿透功率极限的影响研究

电动汽车和分布式风电接入电网是当前的研究热点。首先分析了分布式风电以及电动汽车入网的随机特性,介绍了基于非参数核密度估计法的含电动汽车配电网负荷建模方法。该方法能够较好地克服由传统的正态分布进行负荷建模带来的误差。建立了基于机会约束的分布式风电穿透功率极限的计算模型,并使用嵌入随机模拟技术的粒子群优化算法对不同电动汽车渗透率时风电的穿透功率极限进行求解。最后,算例说明了电动汽车入网对负荷分布的影响,并从多个角度分析了电动汽车渗透率对风电极限穿透功率的影响机理。