电力市场环境下电价区域划分问题的尺度空间层次聚类算法

在实际的电力市场运营中,准确、合理地划分电价区域是提供正确电价的前提和保证.为了实现准确的电价区域划分,作者以节点注入功率对阻塞线路传输功率的灵敏度系数作为节点电价的特征量,借助模拟人类视觉系统的尺度空间理论,提出了一种基于尺度空间层次聚类的电价区域划分方法,在无需事先设定任何区域划分信息的情况下实现了准确、合理的电价区域划分.以IEEE118节点系统为例验证了该方法的有效性和可行性.     

输电阻塞中的电价调整机制

针对电力竞标市场中出现的输电阻塞，提出了电价调整机制的想法，并给出相应的数学模型。该数学模型的本质是在现有的发电竞标模型中，嵌入一个可变的电价约束，使得在竞标过程中出现输电阻塞时，可以根据阻塞的情况自动调整相关发电厂商的报价，从而有效地降低输电阻塞对各发电厂商的影响，降低全网的购电成本，提高发电竞标的公平、合理性。文中使用的电价调整手段主要是基于潮流追踪所得的2个重要系数。仿真计算结果表明，文中所提出的电价调整机制理论和模型是十分有效的。     

基于供电成本的峰谷时段划分及分时电价研究

针对目前峰谷时段划分缺乏理论依据的特点,结合机组的运行状况建立了发电成本—负荷函数,根据该函数在负荷点的突变特征合理划分峰谷时段,并计算峰谷时段的成本比,然后根据电价总水平不变的原则,制定了各个时段的电价。     

考虑负荷季节特性的电价型需求响应最优定价策略

实施峰谷分时电价策略能够有效降低负荷峰谷差同时节约电网投资,但不同季节的负荷特性具有显著差异性,其影响峰谷分时电价最优策略的制定,因此文章提出了一种考虑负荷季节特性的峰谷分时电价定价策略及时段划分模型。首先,描述所提出的需求响应架构;其次,采用k均值方法获取各季节典型日的负荷曲线,并采用改进的移动边界技术对各季节典型日负荷曲线进行时段划分,通过设置时段划分约束因子,并采用戴维森堡丁指数(Davies-Bouldindex, DBI)作为目标函数建立峰谷时段划分优化模型;然后,构建考虑负荷季节特性的需求价格弹性矩阵,以及考虑负荷季节特性的峰谷分时电价优化模型,并采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法求解模型。采用RTS测试系统提供的负荷序列样本对所提算法和模型进行验证分析,验证了所提方法和模型的有效性以及正确性。     

发电侧峰谷分时电价设计及电量分配优化模型

构建发电侧与售电侧峰谷分时电价联动机制有利于平衡发电公司和供电公司之间的利益,但必须建立在定制出合理的上网定价机制的基础上,因此有必要研究发电侧分时电价问题。从发电成本的角度考虑,采用两部制电价对发电侧峰谷分时电价进行研究。应用会计成本法计算发电侧容量成本,并根据发电容量确定峰谷分时容量电价;根据发电厂煤耗等变动成本确定发电侧峰谷分时电量电价,从而得到发电侧峰谷分时电价;构建各时段各发电厂的电量分配优化模型。通过算例分析证明所提出的发电侧峰谷分时电价设计机制及电量分配优化模型是可行的。     

考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。     

基于用户响应的分时电价时段划分

如何在已实施分时电价地区兼顾已有的用户响应,合理调整时段划分是分时电价设计面临的新问题。鉴于传统模糊隶属度函数时段划分方法缺乏对用户需求响应的考虑,已不适用于时段划分调整,故文中建立了基于用户响应的分时电价时段划分模型。通过比对电力用户负荷曲线比重结构变化强度,评估电力用户在各时刻点的响应程度,提出了时刻点的响应度属性指标。模型融合时刻点的响应度属性指标,对依据各时刻点峰、谷隶属度模糊聚类形成的时段划分进行修正。结合某地区实例分析表明,在时段划分模型中引入响应度属性,考虑用户需求响应修正时段划分的方案,兼顾了系统负荷曲线本身的峰谷形态特征,以及曲线中包含的各类用户的需求响应特征,使得时段划分有利于激励更多的需求响应资源。     

基于MCP预测的发电侧定价方法

随着我国电力系统解除管制和电力市场的逐步建立和完善，以及发电侧电力市场的建立，如何制订合理的发电价格成为研究重点。传统的方法大都以考虑电网的潮流约束为主,建立实时定价模型，忽视了发电方经济目标的要求。文中以发电方的经济目标为出发点，除传统的潮流约束外，把预测的平均成交电价、年度利润目标等一起作为约束条件建立定价模型，采用牛顿法计算发电电价。计算结果表明这种定价方法可以有效提高发电方利润。     

计及分布式光伏发电的分时电价模型研究

针对分布式新能源发电在配电网的大量接入,提出了一种计及分布式光伏发电的分时电价模型,通过模糊隶属函数对等效负荷曲线进行时段划分,基于消费者心理学建立用户响应曲线,并在考虑用户舒适度的情况下采用遗传算法进行求解。算例分析表明,分时电价可有效地进行削峰填谷,提高等效负荷曲线的负荷率,并兼顾到用户舒适度,说明了所提出的分时电价模型具有优越性和可实施性。     

基于区域峰谷分时电价的电动汽车有序充电研究

随着电力市场的发展,差异化电价机制的出现为引导大规模电动汽车的有序充电行为提供了一种新的思路。因此,提出了一种能够引导电动汽车有序充电的最优区域峰谷分时电价计算模型。首先,基于城市区域用电行为的差异特性,将用电区域分为居民区、办公区、工业区、商业区等四个区域,并运用隶属度函数法研究区域分时电价峰谷时段划分方法;然后,基于弹性系数法建立电动汽车用户响应量对区域峰谷分时电价的响应关系。最后,以日峰谷差和用户充电成本最小为优化目标,建立最优区域峰谷分时电价计算模型。仿真结果表明所提出的电动汽车区域峰谷分时电价计算模型能够有效降低用户充电成本和系统日峰谷差,有效引导电动汽车进行有序充电。     

一种基于独立电价变量的节点电价模型

提出了一种电力市场环境下节点电价的新模型.模型的特点在于:节点电价和阻塞乘子作为独立的变量嵌入模型中,使市场中调度目标与结算目标达到统一;在考虑机组最小出力限制的情况下,模型包含特殊的约束条件以正确确定系统的边际机组.以RTS-24系统为例,通过内点割平面算法求解所提出的模型,结果表明产生的节点电价能有效缓解网络阻塞,并提供正确的市场信号.     

基于两阶段聚类的分区方法

根据分区电价管理目标,提出以节点地理位置、负荷水平和潮流转移因子作为节点的特征量,借助多元统计分析中的聚类方法,提出一种基于两阶段聚类方法的电价区域划分方法,以快速准确地获得稳定、合理的电价区域.IEEE14节点和某实际系统的计算结果验证了该方法的有效性和实用性.     

基于交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法

电动汽车的集中充电行为会在一定程度造成交通拥堵,为解决这一问题,综合考虑交通信息和电网信息,基于边际定价理论得到配电网节点边际电价和交通阻塞成本,构建电动汽车充电的全成本电价模型。在此基础上,提出一种考虑交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法。通过仿真算例验证,该方法在满足电动汽车充电需求的同时可以有效缓解交通拥堵。     

电力现货市场环境下提供位置信号电价机制的协同作用

对电价中的位置信号及能够提供位置信号的电价机制进行分类梳理和总结,对电力现货市场环境下电价中位置信号的作用进行分析;结合电力现货市场仿真,定量分析在不同的电网结构及系统阻塞条件下,电能量现货市场中的“节点边际电价（LMP）机制”和“分区输电定价”机制在实现其作为公共事业服务价格作用方面的协同作用关系;结合中国某省电网的实际情况,通过电力现货市场仿真和电价测算对分析结果进行验证,为中国电力现货市场环境下的电价机制选择提出建议。     

电力现货市场环境下提供位置信号电价机制的协同作用

对电价中的位置信号及能够提供位置信号的电价机制进行分类梳理和总结,对电力现货市场环境下电价中位置信号的作用进行分析;结合电力现货市场仿真,定量分析在不同的电网结构及系统阻塞条件下,电能量现货市场中的“节点边际电价（LMP）机制”和“分区输电定价”机制在实现其作为公共事业服务价格作用方面的协同作用关系;结合中国某省电网的实际情况,通过电力现货市场仿真和电价测算对分析结果进行验证,为中国电力现货市场环境下的电价机制选择提出建议。     

实时电力交易中平均成本和边际成本定价理论研究

发电计划的制定、网损分摊以及阻塞调度是实时电力交易的主要内容。首先对电力市场均衡进行了详细的描述,阐明了基于市场均衡原则的市场效益分配是公平、合理的;然后基于市场均衡原则分别论述了基于平均成本定价理论和边际成本定价理论的网损分摊以及阻塞调度方法,说明了以平均成本定价理论为基础的网损分摊方法是精确的,而基于边际成本定价理论的阻塞费用分配方法是有效的;最后以IEEE-30节点系统为检验系统,对所提出的方法进行了验证,证明是正确的。     

Assessment of transmission congestion cost and locational marginal pricing in a competitive electricity market

In an open-access environment, transmission constraints can result in different energy prices throughout the network. These prices are, in fact, dependent on a number of factors such as the generating unit bid, system load level, network topology and security limits imposed on the transmission network due to thermal, and voltage and stability considerations. Computing these energy prices at all buses in large transmission networks under given system operating conditions can be time-consuming. This paper describes a simple methodology based on the analysis performed by the Hydro One in-house computer program (PROCOSE) to calculate, for a given period of time, transmission congestion cost (TCC) in dollars per unit time and locational marginal pricing (LMP) in dollars per megawatt-hour (MWh) at any selected bus in the transmission system. In addition, the information provided by the program output on congested transmission elements is used to identify buses in the network whose LMPs are representative of the entire network. The computed LMPs at these buses are used to define zones in the network where each zone has its LMP. The proposed methodology can be used to carry out sensitivity studies to determine the impact of changes in system parameters and operating conditions on the LMPs. The proposed method is illustrated using the IEEE Reliability Test System (RTS) and the Hydro One network system.     

节点电价与对偶乘子的内在关联分析与扩展

电价的科学性和合理性对电力市场的调节配置至关重要。作为常用的边际定价形式,节点电价表达为对偶乘子的线性函数。基于基本的定价原理,文中梳理了节点电价的物理内涵,说明了基于边际定价原理推导的节点电价与系统稀缺资源价格之间的内在联系,并论证了其合理性。基于此,提出了具有可扩展性的统一电价表达式,将电价扩展为对偶乘子和转移分布因子的一般函数形式。以线路越限造成价格尖峰为典型应用场景,建立了以电价为优化变量的定价模型,在IEEE30节点系统及波兰2383节点系统中验证了所提电价机制的实际应用价值。     

A new method for unit commitment with ramping constraints

Unit commitment with ramping constraints is a very difficult problem with significant economic impact. A new method is developed in this paper for scheduling units with ramping constraints within Lagrangian relaxation framework based on a novel formulation of the discrete states and the integrated applications of standard dynamic programming for determining the optimal discrete states across hours, and constructive dynamic programming for determining optimal generation levels. A section of consecutive running or idle hours is considered as a commitment state. A constructive dynamic programming (CDP) method is modified to determine the optimal generation levels of a commitment state without discretizing generation levels. The cost-to-go functions, required only for a few corner points with a few continuous state transitions at a particular hour, are constructed in the backward sweep. The optimal generation levels can be obtained in the forward sweep. The optimal commitment states across the scheduling horizon can then be obtained by standard dynamic programming. Numerical testing results show that this method is efficient and the optimal commitment and generation levels are obtained in a systematic way without discretizing or relaxing generation levels.     

风电场对电力系统运行成本和市场价格的影响

将基于安全域的电力系统有功定价模型用于拟并网的风电场装机容量和风电场位置的论证中。采用按小时的平均日发电曲线表示风电场的运行约束,并通过比例因子来反映负荷随时间的变化。由于模型中计及了线路热稳定约束和暂态稳定约束,使风电场装机容量和风电场位置对市场价格、发电成本和安全成本影响的分析结果更符合实际。新英格兰10机39节点系统的示例表明,所得的影响分析结果可辅助电网规划人员就风电上网问题做出科学的评估。