考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

光伏、储能和需求侧响应的协调运行可有效平抑负荷波动并提升配电网运行的经济性。为实现通过主动运行提升配电网资产利用率的目标,本文首先改进了主动配电网的运行策略,在电网正常状态下,考虑了用户舒适度以及用电经济性的双重需求,建立了基于启发式滑动数据窗滚动技术的价格型空调快速响应模型;在电网故障状态下,提出了考虑用户赔偿的激励型空调负荷响应模型,以及故障状态下存在互联的馈线组内广义需求侧资源协调调度的共享策略,以减少线路的冗余备用。其次,建立了基于以上运行策略的配电网主动运行收益模型,以及以配电网效益最大为目标的配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协同优化模型。最后,以改进的IEEE-33节点配电系统为算例进行了仿真。仿真结果验证了所提模型的有效性,并探讨了用户负荷需求侧资源参与程度对储能配置的影响以及共享机制对提升配电线路利用率的贡献,为主动配电网广义需求侧资源优化配置提供了参考。     

激励相容的分段式用户互动补偿电价合同模型

实现电力用户与电网公司的友好互动是解决当前能源供需矛盾的有效方式,为了激励用户参与用电互动,需要设计合理的互动机制。提出一种适用于不同类型用户的激励相容的互动补偿电价合同模型。该模型以非线性定价为理论基础,以电网公司利益最大化为决策目标,考虑用户激励相容约束,确定不同类型用户对应的最优互动量和补偿价格。算例表明：该定价模型兼具定价效率与可操作性,不仅能够保证电网公司利益最大化,还能很好地激励用户参与互动,同时能够引导用户披露真实的类型信息,满足用户激励相容特性,在电力市场环境下具有现实的社会、经济意义。     

售电侧市场的工业园区能源代理模式设计

工业园区的用电负荷密集且用电量大,对工业园区购电模式的探究将对国内开展电力体制改革起到示范作用。为此,文中提出一种工业园区能源代理模式。在该模式下,代理商作为新兴的市场主体,代表工业园区用户与发电厂协商购电,利用工业园区用户负荷曲线之间的错峰互补效益,得到对发电厂更加“友好”的代理负荷曲线,从而能够争取更加优惠的电价。文中提出一种客观量化的代理商盈利空间分析方法,并设计了满足激励相容原理、能够实现信息披露的代理机制。所提出的代理商模式能够有效激发工业园区的市场活力,建立促进工业园区用户互动的机制,降低工业园区用户购电成本,为售电侧市场改革提供重要的参考。     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

考虑需求响应和分布式电源的主动配电网概率最优潮流

为了实现需求响应和分布式电源的协调优化,提出一种主动配电网概率最优潮流计算方法。考虑了价格型需求响应和分布式风电、光伏发电的不确定性,以售电主体的总售电利润最大为目标函数,构建了主动配电网概率最优潮流模型,通过无迹变换方法和内点算法求解概率最优潮流,最后以IEEE-33节点配电系统为例进行了验证。计算结果表明:所提模型和方法可以实现负荷侧需求响应与分布式发电资源的协调调度,从而实现用户与电网的友好互动。     

考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制

新型电力系统中,用户侧可调负荷等灵活资源将广泛参与电网互动,促进源网荷弹性平衡。为此,文中提出面向工商业可调负荷资源的虚拟聚合商需求响应模式,通过基于用户信用的响应补贴机制实现用户侧可调负荷集聚,并构建了用户响应补贴双层优化模型。上层模型以虚拟聚合商参与需求响应收益最大为目标,通过优化补贴信用系数实现用户响应收益最大;下层模型中用户以计及舒适度损失的效益最大化为目标,调整自身响应行为。算例分析选取了典型用户对所提机制和模型进行验证,结果表明,所提出的需求响应交易机制有效规范了用户的响应行为,信用作用下虚拟聚合商与用户形成了激励相容的效果,有利于需求响应目标精确达成。     

适应高比例户用光伏的低压配电网能量协调互动管理策略

为了研究配电能量管理系统和家庭能量管理系统之间的协调互动方法,提出了一种低压配电网-用户协调互动的两阶段能量管理策略。阶段1提出了一种基于稳态安全域和机会约束规划的有功、无功调节量整定方法,在保证网络安全性的同时,确保低压配电网-用户调节权责清晰;阶段2同时考虑配电网与用户的利益最大化,建立了能量管理系统相互独立、隐私隔离的低压配电网-用户互动策略,配电网以运行经济性最优为目标函数,将运行效益增量部分作为额外奖励反馈给用户,在避免电网可调资源投资的同时,进一步提高用户收益。算例仿真结果表明,所提策略能有效保证网络的安全性,提高配电网运行和用户用电的经济性。     

基于价值分配、成本分摊的城市能源互联网交易机制与方法研究

目前,城市能源互联网建设方兴未艾,海量能源供需主体依托电网和互联网平台已实现万物互联。然而,现有基于节点电价的电力市场交易机制已不再适用于市场成员产销融合的城市能源互联网。为此,提出了基于双向拍卖的城市能源互联网交易机制,构建了内嵌配电成本的优化模型,并通过多时段网络流进行高效求解,更加清晰透明地展现了市场均衡过程,实现了配电成本的合理分摊、社会福利的有效分配、传输容量稀缺性的市场化定价,从而激励市场成员真实报价。所提交易机制及其网络流实现方法在15节点配电网算例进行了测试,经济效率、激励相容性得到了有效验证。有效的交易机制设计将促使城市能源互联网具有更强的市场活力。     

适应新型电力供需的多元化友好互动体系研究

针对未来电网发展趋势下电力供给侧与需求侧间形成的新型供需关系,分析了江苏电网大规模清洁能源高比例渗透、电动汽车快速增长和海量柔性微负荷在内的电力供需结构特征,建立了电源、电网、负荷间友好互动效益综合评估模型,基于各参与方整体收益分析,提出了适应新型电力供需的多元化友好互动体系,研究了友好互动体系功能架构,包括状态感知、数据处理、状态可见和协同优化。最后,介绍了江苏电网开展多元化友好互动实施模式、策略及应用体系研究和实践,为提升电网与用户间互动水平、电网消纳可再生能源和充电负荷的弹性互动能力起到了重要的支撑作用,实现了能源供需联动应用下的各方互动共赢。     

增量配电业务改革条件下的电网精准投资策略

新一轮电力体制改革提出了有序放开增量配电业务的任务,鼓励社会资本投资增量配电网,对电网企业传统配电网投资工作带来了诸多影响。分析了增量配电试点改革的关键环节和存在的问题,以及增量配电项目区域划分、定价机制、招投标机制等方面对电网投资的影响;构建了适应增量配电业务改革的"三组合"电网精准投资策略体系;提出了包含参与策略、投资策略、竞争策略、成效评估策略等在内的具体执行方案。可支撑电网企业有效规范执行增量配电业务改革任务,提高电力市场竞争力。     

激励性含柔性负荷日前市场出清电价机制的建模

对于电力市场而言,发电竞争只是电力改革的初级阶段,进一步让柔性负荷参与市场竞价是电力市场化的必经之路。传统上采用节点边际电价的日前市场出清电价机制,理论与实践均证明,该机制难以同时实现个体理性、激励相容和社会福利最大化等要求。考虑到电力市场成员之间的信息不对称性,为克服电力市场中市场成员的策略性报价行为,实现市场的高效运行及社会福利最大化,基于VCG的机制设计理论,给出了一种考虑发电机组和柔性负荷参与日前市场出清的电价机制,该机制同时满足激励相容、个体理性以及社会福利最大化要求。最后,采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该日前市场出清电价机制的基本特征。     

激励相容的输配分开电力市场竞价机制初探

为使参与市场竞争的发电公司、配电公司和大用户在目前竞价市场上报真实运营特性参数,基于机制设计理论构造了具有激励相容特性的输配分开电力市场竞价机制的数学模型并证明了其激励相容特性。以具有5家发电公司、3 家配电公司和3家大用户参与的输配分开电力市场为例,采用蒙特卡罗模拟方法说明了该竞价机制的基本特性。     

挂牌交易模式下考虑合约和日前收益的风电商灵活合约制定策略

我国风电发展迅速,随着风电并网规模的增大,越来越多的风电商将作为市场主体参与到电力市场中。在合约市场中,风电商可以通过卖方灵活合约规避风电长期功率预测误差和日前市场电价波动的风险。本文在挂牌交易模式下,根据无套利灵活合约定价方法并给予买方一定激励来确定风电商在卖方灵活合约中的收益,并根据日前市场价格的概率分布得到日前市场的综合收益,风电商以合约收益和日前市场综合收益最大为目标,提出最优的卖方灵活合约。最后通过具体算例分析了各因素对风电商提出的最优的卖方灵活合约的影响,算例结果说明风电商可以根据风险承受能力和让利水平提出最优的卖方灵活合约。     

考虑负荷提前通知时间的配电网两阶段云边协同调控方法

随着光伏等新能源并网规模不断增大,其波动性与不确定性给系统带来了巨大挑战,通过需求侧响应技术充分调动用户侧柔性资源可以提高配电网调控弹性和系统运行稳定性。针对激励型可控负荷提前通知时间的不同,将其划分为日前型与日内型,提出配电网两阶段云边协同调控方法。首先,基于云边协同调控架构,提出日前预测日内修正的云边协同调控策略。然后,在日前阶段,建立考虑日内资源预测的日前调控模型,基于日前调控方案,在日内阶段建立日内修正调控模型。最后,采用交替方向乘子法对所建模型进行求解。算例证明了上述方法在减小系统峰谷差、提高配电网调控弹性上的有效性,并验证了所提模型具有较好的经济性。     

考虑需求响应的虚拟电厂两阶段市场竞标模型

虚拟电厂为大规模新能源电力涌入电网提供框架和技术支撑的同时,也为其参与电力市场提供了保障,因此为虚拟电厂建立经济可靠的竞标模型是当前研究的热点。在双结算模式与偏差考核的背景之下,提出了考虑激励型需求响应参与的虚拟电厂竞标模型。考虑在日前与实时市场、当前实时与后续实时市场的双重耦合下,得到虚拟电厂的日前与实时竞标策略;并提出“双因素激励因子”的概念,调动实时需求响应的积极性,减小虚拟电厂的偏差惩罚的同时也可以利用价差获利。最后,以38节点的RBTS配电系统为例进行仿真,仿真结果表明该策略在充分挖掘用户需求响应潜力的同时,提高了虚拟电厂的经济效益,为虚拟电厂参与电力现货市场提供了模型参考。     

计及虚拟电厂市场交易的主动配电网两阶段优化调度

目前,虚拟电厂与主动配电网的耦合联系进一步加深,针对含有虚拟电厂市场主体的主动配电网优化调度问题,有必要研究系统内多种灵活性资源与虚拟电厂中不确定性因素在不同时间阶段的协调互动。以主动配电网综合成本最小化和虚拟电厂市场收益最大化为目标,提出一种计及虚拟电厂市场交易的主动配电网日前-实时两阶段调度方法。日前阶段,基于系统灵活性边界,构建了综合考虑网侧灵活性资源协调调度和虚拟电厂日前出清的双层优化模型;在此基础上,实时调整虚拟电厂竞标方案和主动配电网运行策略。最后,在改进IEEE 33节点系统中进行仿真试验,结果表明:所提模型可以有效提升虚拟电厂交易竞争力和配电网运行灵活性水平,可为未来电网市场化发展下的优化调度提供参考。     

基于非合作博弈的居民负荷分层调度模型

为促进居民用户柔性负荷资源有效参与需求响应,可以利用负荷聚合商来聚合用户负荷资源参与电网调度。通过将居民用户的柔性负荷进行分类,建立电网公司、负荷聚合商和居民用户的分层调度模型。在日前投标环节,构建了以聚合商利润最大化为目标的日前投标博弈模型,利用非合作博弈思想对聚合商在日前投标市场进行分析,并给出了博弈纳什均衡解的存在性证明;在实时调度环节,聚合商以分类柔性负荷各自用电物理特性作为约束条件,以实时调度和日前投标量之间的偏差最小作为目标函数对用户分类柔性负荷进行实时调度,使得在不影响用户舒适度情况下提高聚合商的利润。算例仿真分析结果表明,所建立的分层调度模型可有效实现居民负荷的需求响应,并使得电网公司、负荷聚合商和用户三方均受益。     

远期与日前市场相结合的发电权交易模式

远期市场与日前市场交易是目前发电权交易两类主要的交易模式,若能将两者有效结合,则有利于发电权交易市场的形成和健康运营。为此,提出了以远期交易市场为主、日前交易市场为辅的发电权交易模式。通过开辟日前交易二次市场,为发电权远期交易商提供了进入日前交易市场进行再交易的机会;根据日前交易市场的特点建立了双边可选择的发电权远期-期权合约交易模型,将网损变化成本引入合约中断价格的计算,使得该模型具有引导交易向降低网损、利于系统安全、经济运行的方向进行的功能。文中对混合交易模式的可存在性进行了分析,并设计了交易组织步骤。算例分析表明,该交易模式不但给予发电权参与双方更多的交易灵活性,而且能够促使发电权交易向有利于节能减排,降低系统损耗的方向进行,起到了优化发电资源配置、提高系统运行安全的作用。     

以配额制激励可再生能源的需求与供给国家可再生能源市场机制设计

针对中国可再生能源消纳面临的挑战,设计了基于配额制的国家可再生能源市场及其与省级日前市场的协调机制、国家绿色证书市场和激励可再生能源准确预测自身出力的偏差电量结算机制。在国家层面,以跨区跨省交易总剩余最大化为目标,构建了内嵌输电成本的国家可再生能源市场出清模型;在省级层面,将国家可再生能源市场出清结果作为可松弛的边界条件,构建了多目标的省级日前市场出清模型。算例分析验证了所述机制的有效性。提出的机制能够实现以配额制的方式激励可再生能源的需求与供给,以市场的方式发现可再生能源的真实成本及其正外部性的货币价值,引导可再生能源和电网投资规划,激励市场成员提升可再生能源发电的预测水平。