电力市场全景实验平台设计

为分析市场成员在不同电力市场间的决策行为特征及对市场运营的影响,以紧密耦合、相互影响的多电力市场整体运营为研究对象,从电力交易运营模拟、市场成员决策行为模拟和电网运行模拟三个维度提出电力市场全景实验平台设计。其中,以电力交易运营模拟器实现电力调度交易机构的市场组织、出清和结算,以市场成员行为模拟器实现市场成员决策行为演化,以电网运行模拟器实现市场成员互动下的电网稳态运行模拟,通过考虑全成本回报的市场成员自主决策和动态学习,推演设定市场模式下的市场演变过程,用于多电力商品、多交易周期、多交易方式的电力市场运营模拟与评估、运营技术验证、运营人员实务培训和运营系统功能测试。     

双轨制下中长期交易电量放开规模测算方法

随着中长期交易电量规模持续扩大,交易结果不断挤压系统可调度空间,威胁着系统安全运行,且大量交易结果可能由于电网运行约束被削减,容易引发市场成员对市场公平性的质疑.因此,探究中国计划电量与市场电量"双轨制"下的中长期交易电量放开规模,既有助于明确电力市场的演变态势,又有利于实现电网运行安全和经济效率的统筹优化.文中提出了中长期交易电量放开规模测算方法,该方法兼顾市场化电量出清优化与电网运行安全,构建一个考虑市场经济效益和电网运行约束的双层优化模型.上层为以社会福利最大为目标的市场化电量优化出清模型,下层为考虑输电线路传输容量、系统供热需求、机组检修安排、电厂最小开机方式等电网运行约束的市场化电量校核模型.针对该双层优化模型,提出上下层迭代算法进行求解,并将市场化电量执行约束松弛化处理,以保证模型的可解性.中国某省级电网的实际算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性.     

多级电力市场协调机制下省间与省内电力市场发电资源协调置换优化模型

电能优化配置需要通过各级电力市场之间协调机制的作用而实现。中国电力系统以国家市场为中心,以省级市场为基础的多级电力市场协调格局已经形成。通过构建省间与省内两级电力市场的协调优化模型,得出省间、省内发电及电网之间的最优交易组合。该交易组合同时满足电网物理特性的约束,考虑了购售电双方适度的利润,有利于电网节能减排,且兼顾风险控制。     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型

跨区域省间富余可再生能源现货交易采用市场化手段有效促进了可再生能源消纳.在保证出清计算效率的前提下,如何提升出清模型的适应性和拓展性,在跨区域省间现货出清中考虑更复杂的电网运行约束,已成为省间现货市场进一步发展的关键问题之一.文中提出了跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型.结合中国特高压交直流混联电网特点和跨区域省间输电定价机制,构建了基于电力流和交易流的跨区域省间交易网络模型,并提出了计及网络损耗折价的输电成本计算方法.在竞价出清中,考虑了输电通道可用容量、爬坡能力和断面潮流限额等安全约束,以社会福利最大化为目标,构建了跨区域省间现货交易优化出清模型.算例对比了优化出清和匹配出清的结果,验证了所提优化出清模型的有效性,并说明了所建模型的适用性.     

电力市场环境下电网最大输电能力概率优化决策

最大输电能力(TTC)是电力系统的重要指标,也是电力市场交易的重要参考。在计及电网不同区域负荷概率不确定性及不同区域输电能力相互制约关系的基础上,统筹考虑输电网当前状态及预想事故状态下输电能力决策间的相关性,以输电综合成本期望值最小化为目标,以预想事故发生前后电网运行条件为约束,建立电网最大输电能力的概率优化决策一般模型,该模型将电网有功调度决策与不同区域负荷具体的概率不确定性紧密结合并统筹电网预想事故发生前后的输电能力决策。为保证计算的可行性及效率,通过将优化决策一般模型转化为双层线性规划模型进行迭代求解,得到电网不同负荷区域在运行状态下满足风险收益概率均衡的最大输电能力决策结果。以RBTS-6节点及IEEE-RTS79系统为例进行测试分析,论证所提模型的有效性。     

基于路径组合计及ATC的省间中长期交易优化出清和系统研发EI北大核心CSCD

为提升省间电力市场资源优化配置能力,首先提出了交直流混联网络化简方法和交易路径搜索算法,为省间市场物理运行与经济运营耦合出清提供了基础数据,然后提出了基于路径组合的计及通道可用输电容量(available transmission capability,ATC)的省间中长期交易优化出清算法,并探索了不同定价方法。最后,基于实际电网数据,比对分析了以社会福利最大化为目标的优化出清和传统高低匹配两种出清方式,并验证了基于交易路径的边际定价方法。算例结果表明,相比于传统高低匹配方法,以社会福利最大为目标的优化出清方式能够更充分地挖掘通道的输送能力,有利于促进新能源的消纳;采用基于交易路径的边际定价方法能够满足省间中长期交易多通道集中出清定价的需求,保证市场主体之间的相对公平性。     

发电商多交易策略的有效前沿分析:（一）模型的建立

电力系统和电力市场特殊的技术性约束和结构性约束,使得电力市场中发电商的策略组合可行集与资本市场中投资者的策略组合可行集存在显著差异,而现有的研究对这些差异没有进行系统的探讨,这给发电商多交易策略研究成果应用于实际的发电商决策造成了困难.文中针对目前研究存在的不足,以有效前沿为分析工具,着重探讨电力系统和电力市场的技术性约束和结构性约束对发电商多交易策略可行集的影响,得到了发电商多交易策略有效前沿的形状不同于一般投资市场有效前沿的结论.从理论上阐明了发电商多交易决策中考虑电力市场特殊约束的重要性.     

考虑灵活性互济的跨区电网灵活性资源优化调度策略

针对电网的分区运行与多类型灵活性资源地区间分布不均衡的特性，提出一种考虑灵活性互济的跨区电网灵活性资源优化调度策略。首先，建立考虑多类型灵活性资源的综合灵活性供给能力模型，同时计及灵活性互济水平建立联络线功率约束模型；其次，建立基于电网间灵活性资源互济机制的多区域电网优化调度模型，将灵活性平衡机理与多种灵活性资源协调运行问题结合起来，引入模糊机会约束描述净负荷不确定性对灵活性供需平衡和电力平衡的影响；最后，以3个互联的IEEE-39节点系统为例对所提出的调度模型进行了验证，结果表明，所提灵活性互济调度模型促进了电网的灵活性供需平衡，有效地降低了系统运行成本和碳排放量，对系统经济安全、低碳环保运行具有积极意义。     

中国特色、全国统一的电力市场关键问题研究(3)：省间省内电力市场协调运行的交易出清模型

目前省间、省内市场间缺乏顺畅、紧密的衔接机制,交易出清过程相互较为独立,难以最大限度发挥市场资源优化配置作用;其次,省间和省内市场化交易规模的大小往往会受到电网输电能力的影响,电网安全运行成为电力市场有效运营的关键因素。文章在全国统一电力市场体系顶层设计框架下,充分考虑市场经济性和电网安全性,建立了省间省内市场协调运行的耦合出清模型;并着眼于构建统一融合的全国市场,提出了分阶段市场可实现的优化出清模式。最后,以全国实际电网为例,仿真验证了模型和求解的有效性和可行性,可为实现全国统一电力市场的建设与完善以及能源电力行业资源广域优化配置等目标提供技术保障。     

兼容中长期实物合同的日前市场出清模型

如何处理中长期实物合同交割与电网运行约束之间的衔接问题,是分散式市场模式现货市场出清模型设计的关键。文中分析了欧洲分散式市场模式现货市场出清模型的特点,根据中国电力交易和调度管理体制与欧洲的差异,设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理协同优化的市场出清模型。模型允许机组在日前自主决定其次日启停机计划,通过反向交易报价机制实现对中长期实物合同发用电计划的阻塞管理和帕累托改进,通过引入供需平衡松弛变量满足极端供需情况下的模型求解问题。基于IEEE 30节点系统的算例仿真表明,模型能够适应不同市场场景的运行需要,提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。     

含用户聚合代理的工业园区需求响应主从博弈机制与策略

区域综合能源系统中不同的利益主体往往具有多样化的优化目标和供用能需求,特别是聚合代理新型电力交易主体的出现,使得电能交易的相关调控策略和决策机制更加复杂,引入以价格为主导的博弈机制来协调均衡多方利益的对立是一个必然的趋势。考虑到能源交易过程中的先后次序和波动性变化等,基于Stackbelberg博弈理论和电力市场基本规则,提出了一种由用户聚合代理整合用户侧需求响应资源并与工业园区运营商互动的主从博弈电力市场机制模型,然后分析了工业园区和用户聚合代理的互动策略和博弈规则,并利用双层优化方法进行求解。通过优化分析验证了该机制在保证三方的经济利益下,同时能够改善用户聚合代理和企业用户在博弈中的弱势地位,对优化电力市场运营、降低大用户调峰成本和缓解电网压力具有重要意义。     

面向大规模中长期交易的事前电量安全分析机制设计

大规模中长期市场交易可能产生极端的电网运行方式,而事后安全校核直接调整电量交易结果会影响市场成员的生产计划,增加市场成员的生产经营风险。在交易过程提供前置的安全分析服务,引导市场成员不断修正中长期物理交易,对保障电力中长期市场的有序开展具有重要意义。文中设计了一种基于市场成员申报交易意愿的中长期电量安全分析机制。首先提出了集中式电量安全分析、极限电量计算的两步校核体系;然后建立了基于安全约束机组组合的优化分析模型;最后通过统筹电力电量平衡和电网安全的多时段优化计算,评估电量计划的可执行性,并量化后续电量可交易空间。基于省级电网实际数据的案例分析结果表明了该机制的有效性。     

区域电网竞价策略研究

根据区域电网的特点,研究售电公司、电网公司和用电客户之间的电量交易。考虑到交易过程中的供需差异等因素,建立了基于输电费用优化的非合作博弈售电策略模型。以区域电网为例,分析各利益主体在非合作博弈模型下的纳什均衡售电策略。算例分析结果表明,非合作博弈售电策略模型不仅可为售电公司提供竞价参考、平衡可再生能源和传统火电之间的利益,同时也可降低区域电能供需不平衡概率,保障电力市场安全运行。     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.     

区域共同电力市场交易机理与交易模型的研究

区域电力市场的建立是让资源在更广泛的范围内由市场来配置,其设计必须有利于促进区域内各省(含自治区、直辖市,下同)经济和电力工业的持续、协调发展,有利于市场风险的规避。同时,必须考虑以下问题:区域电网与省级电网之间的配合;各方利益的平衡、协调和资源配置的公平;如何保证电网的安全稳定运行;市场交易与电网调度的有效配合。基于上述原则,剖析了区域共同市场模式的交易机理,设计了几种兼顾电网调度、电网安全稳定运行(电网安全校核)与市场交易相协调的区域共同市场模式(模型)和交易机制,分析了每种模式的优缺点,设定了每种模式实现的前提条件,提出了由区域共同市场向统一市场过渡的几种过渡方式。     

市场环境下分布式光伏协调售电交易机制及策略

推进分布式电源参与电力市场交易是能源发展与市场发展的必然要求,而分布式电源可通过售电公司代理的方式参与市场。在现货市场背景下,以分布式光伏为例,针对协调售电的模式,提出了以售电公司购电成本最小化为目标的交易决策模型。设计了代理双方“双价格”的合约定价机制,分别基于预测电价及实际电价确定优化决策价格和结算价格,前者用于模型优化,后者用于合约结算,从而实现代理双方的利益平衡,为售电公司代理并管理分布式光伏发电从而促进市场环境下分布式光伏的有效利用提供思路,也为售电公司在新的代理关系下参与现货市场申报提供依据。     

中长期交易机制下售电公司购电策略优化

随着电力体制改革的不断推进,售电公司作为新的市场主体,准确把握市场机遇,明确市场交易策略尤为重要。为此,立足于中长期电力交易机制,全面考虑多样化市场交易品种,引入合同转让交易和偏差电量考核作为市场化电力电量平衡机制,建立售电公司购电策略优化模型,以售电公司收益最大化为目标,采用混合自适应细菌觅食优化的改进粒子群算法（ABFO-PSO）进行模型求解,最后通过算例分析,验证所建模型和方法的有效性;该研究可为售电公司参与市场竞争提供参考。     

电网企业购售电决策中的报价空间分析

电网企业作为电力市场的主要成员,面临着进行购售电决策的难题,其中需要确定市场主体参与电力市场竞争、进行报价决策时报价曲线的决策空间,即报价空间。作者首先阐述了电网公司购售电决策时可行报价曲线的各种约束条件以及可作为参考的边界曲线,分析了购售电报价空间的确定方法;然后分析了电网公司报价曲线变化对成交结果的影响,提出了报价水平调整空间的概念;阐述了报价空间及其分析方法在购售电决策过程中的应用方式,并以实际数值做出说明。文章对于市场主体竞价决策过程提高决策效率,合理地决策报价曲线,具有重要参考价值。