基于成本—效益分析的温控负荷需求响应模型与方法

传统的需求响应研究基于经济学中的需求价格弹性系数,而由于历史数据匮乏,该系数难以准确获取,难以准确反映用户的响应行为。为此,文中提出基于成本—效益分析的经济驱动需求响应模型与方法,以制冰蓄冷设备为例,研究温控负荷用户中长期需求响应的投资决策行为。根据历史运行数据,辨识用户消费粘性参数,建立经济驱动的需求响应模型,基于年度多场景用电曲线开展投资优化决策。通过场景削减技术,提取年度典型场景,有效降低模型维数,提升优化求解效率。精细分析用户参与需求响应的成本效益,生成用户的需求响应函数,从而精准判断用户的响应行为。基于某地区工业用户投资制冰蓄冷设备的算例分析表明,所提出的模型与方法能够辨识用户粘性参数,生成需求响应函数,反映用户真实响应行为,实现用户中长期需求响应投资的科学决策。     

基于优化理论市场化的日前电力市场机制设计

如何降低电力市场的价格风险是电力市场领域的难题。其核心问题之一,即市场成员成本的信息不对称问题常常导致电力市场中的资源错配。为确保电力市场高效有序的运行,文中提出了基于优化理论市场化的新型市场机制。该机制让市场成员融入传统的Lagrange松弛法迭代计算过程,将原来的数学迭代计算过程转化为一种市场均衡过程;在此均衡过程中,市场成员可权衡其收益与约束条件的满意程度,必要时改变相应的报价策略。这种以市场机制协同传统优化方法的迭代计算出清机制,能够激励市场成员理性报价,发现和权衡优化可行域,消除成本信息不对称导致的竞争不充分,在更大的可行域内真实地实现电力市场各要素的帕累托最优。基于IEEE 30节点系统的算例模拟计算表明,这种新型的市场机制可有效地解决市场成员成本信息不对称问题,并且利用边界条件的弹性化可在更大的可行域内得到比传统机制更优的出清结果。     

第三方输配电成本监管方法探讨

为有效监管电网企业的输配电成本,在参考云南输配改革方案的基础上,基于让·梯诺尔提出的条件约束下的激励机制,通过假设对现行的输配电价体系进行分类、归纳,并设定具体假设条件以覆盖输配电成本监管中的各个角色。在假设条件明确的基础上,提出了一套以第三方企业为监管执行者的机制,以有效解决输配电成本核算及申报过程中可能出现的信息不对称等问题。通过此机制,可转变政府在监管中的角色,以及对电网企业的监管方式,最终实现对电网企业约束与激励的目的。     

美国电力市场信息披露体系及其对中国的启示

从国家和区域电力市场两个层面,深入研究了美国电力市场信息披露体系。在国家层面,详细梳理了美国能源信息署对电力基本概况、电力生产与消费、电力市场运行、环境信息等的披露,并分析了其披露这些信息的制度考量。在区域电力市场层面,以PJM电力市场为例,详细梳理了其在能量市场、辅助服务等市场中披露的系统运行、市场价格、电力供需、成员报价、市场结构等信息,并分析了其披露这些信息的作用。在此基础上,结合中国国情,提出了以引导资源跨区域流动为核心的国家层面信息披露,以及以自证市场公信力、提高省内市场效率为核心的省级层面信息披露的政策建议。     

高比例可再生能源电力系统中电量约束型机组参与现货市场的机制

新型电力系统迫切需要发展各种灵活性调节资源,必须要为灵活性调节资源设计合理的市场机制。但储能、调节式水电站等电量约束型机组的成本特性与传统电源有显著差别,基于火电为主体的电力系统设计的现货市场机制不适应电量约束型机组的特点。为此,分析了电量约束型机组的特性差异,发现其稀缺资源由电力转为电量,其成本与电量而非出力水平相关,进而论证了针对电量约束型机组特点、构建全新报价机制的必要性。在此基础上,提出了电量约束型机组在现货市场的报价机制,由申报功率量价曲线变为申报电量量价曲线,设计了考虑电量约束型机组的新型电力系统现货市场出清模型。为了激励储能参与现货市场,还提出了与现货市场相耦合的储能容量机制。算例验证了所提机制和模型的有效性。     

高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述EI北大核心CSCD

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该文首先分析新型电力系统的主要技术特征,然后,从能源供应的经济–政策不确定性与低碳转型带来的能源供应安全两个方面分析新型电力系统长期规划模型所面临的挑战。并从长期不确定性、短期不确定性、电力系统充裕性、电力系统安全性4个方面,综述当前新型电力系统长期规划研究成果,分析其中需要关注的重点、难点问题。最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。     

基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计

有序推进电价机制改革,构建"公平、开放、有序、竞争、完整"的电力市场体系,是中国新一轮电力体制改革的关键任务。目前国外电力市场普遍采用边际价格出清的交易机制,然而理论与实践均证明,边际价格机制难以促进市场成员真实报价,难以解决电力系统信息不对称的难题。为促进市场成员理性报价、实现电力资源优化配置,提出一种基于价值公平分配的电力市场竞争机制。首先,分析了边际价格难以保证发电机组真实报价、导致市场效率损失的现象和原因;进而,基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制设计理论,提出适应电力日前市场的价值公平分配机制,理论证明所提机制满足激励相容、个体理性以及系统成本最小化,并解释了该机制实现激励相容原理的经济学意义。基于IEEE 30节点和118节点系统的算例分析验证了该机制的有效性。     

计及水库运行约束的极端气象场景下抽蓄电站优化调度研究

极端气象场景下风电和光伏出力非同步骤减，系统调节需求攀升，需要抽蓄电站灵活运行填补缺额，维持电力供需平衡及电网稳定运行。本文用单位电能上水库水位降深系数和单位上水库水位抬升消耗电能系数简化水电转换关系，建立了基于上水库水位运行控制的水量抽发平衡，作为抽蓄电站电力运行边界条件；在此基础上考虑高温连晴、低温寒潮、台风、沙尘、雾霾等极端天气对风光出力及负荷的影响，建立起极端气象场景下风光出力非同步骤减的含抽水蓄能电力系统高效经济优化调度模型，以实现合理调用抽水蓄能满足系统调峰需求，缓解极端天气对电力平衡的冲击。通过算例分析，验证了所提约束和所建模型的合理性和可行性，研究成果可为电力系统利用抽蓄电站应对突发气象过程提供决策支持。     

信息熵在电力系统中的应用综述及展望EI北大核心CSCD

“30·60”双碳战略目标下,传统电力系统正朝着新能源占比逐渐提高的新型电力系统转型升级。电网的数字化转型,是实现双碳目标的重要支撑。以智能电表为核心的高级量测体系与发展迅速的电网传感、量测技术,能够提供电力系统各环节的海量运行数据。随着能源与信息深度融合,作为对信息量的一种简洁直观的刻画方式,信息熵能够挖掘潜藏在能源数据中的信息价值,从而为提升能源系统的安全性与经济性提供指引。首先对信息熵的核心概念、相关概念及其在电力系统中特有的延伸概念进行归纳梳理;在此基础上,提出综合考虑信息熵物理本质与电力系统特点的技术分类框架,从信号复杂性、变量分散性、对象相似性3个角度,按保护与控制、调度与运行、规划与评估3大场景,分类综述信息熵在电力系统各类应用场景下的研究现状。最后,结合信息熵的相关拓展研究,对信息熵在电力系统中应用所面临的挑战进行分析;并以能源经济数据分析等应用场景为例,对信息熵在电力系统应用的未来研究方向进行展望。