虚拟电厂关键技术及参与电力市场模式设计研究

为应对环境污染的持续加剧和化石燃料的日益短缺,推进落实“双碳”目标、构建现代能源供应体系,以风电、光伏等可再生能源在系统中的并网比例不断提升,给新型电力系统建设带来了挑战。然而,可再生能源发电具有间歇性和波动性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂的提出为解决可再生能源、保障能源安全、维持电力系统稳定问题提供了新思路。本文阐述了虚拟电厂的基本架构,并从市场运营技术、协调优化运行技术、物联网技术等3个角度分析了虚拟电厂的关键技术。并从平台层级、多流合一等角度介绍了虚拟电厂市场交易结构,并分析了虚拟电厂参与辅助服务、中长期、现货等多级市场模式,为我国虚拟电厂参与电力市场的建设与发展提供借鉴。     

电力市场环境下园区分布式能源售电商运营服务设计

随着我国电力体制改革的推进,分布式能源、大型工业园区、大型居民集聚区等都将成立售电公司,并为用户提供售电、能效服务、需求响应等多样化服务。园区售电公司作为需求响应负荷集成商,将具有需求响应能力的不同负荷特性的用户集中,代表用户参与批发市场,获得优惠的用电价格,节约用户交易成本;同时,售电公司为用户订制各类电价套餐,引导用户合理用能,平滑负荷曲线,提高电力设备利用效率。售电公司开展增值业务,向用户提供合同能源管理、综合节能和用能咨询等服务而获得利润。对售电商关键业务进行了分析,为电力市场改革进程中售电商潜在风险提供应对预案,为售电商提供运营服务模式借鉴。     

基于技术分析的主要高耗能产品单耗预测方法及展望

高耗能行业是重要的终端能源消费部门,研究该行业主要产品单耗变化趋势,对于把握中国能源消费走势意义重大。考虑节能技术推广、产能更新换代等影响,建立基于技术分析的产品单耗模型,预测“十四五”期间高耗能行业主要产品单耗。结果表明,2025年,高耗能行业主要产品中,水泥、钢铁、电解铝、氧化铝、精炼铜、合成氨、烧碱、电石单耗（标煤）分别为49、239、1 609、99、36、565、327、385 kg/t,较2020年分别下降7.0%、6.6%、2.1%、31.5%、16.3%、6.0%、5.0%、2.3%,其中产品单耗最高的是电解铝,下降幅度最大的是氧化铝。     

某工业园区供电系统运营优化模型及仿真分析

以碳交易和绿证交易为代表的能源政策亦不同程度影响净收益水平,为取得经济效益最大化,需合理配置不同能源类型和不同耗能发电机组之间的发电量。通过考虑能源政策,以净收益最大为目标,构建了某园区火电机组单独运营和多能互补运营的经济优化模型,并以碳交易和绿证交易为变动因素,设置了8种情景,采用混沌二进制粒子群算法确定了最优情景。算例分析结果表明,在能源政策影响下,为提升净收益水平,需增加清洁能源出力;结合能源政策,园区供电机组调整出力,净收益增加明显。     

计及去产能政策的光伏制造业国际竞争力模型研究

国际竞争力表现为市场参与者能够抬高市场价格的能力,在光伏制造业市场中则表现为国际市场中光伏制造企业影响国际市场结清价格的能力。在现行的光伏制造企业产能补贴政策下,引入去产能政策,分别建立了完全竞争模型、Cournot模型、Stckelberg模型、Forchheimer模型、Forchheimer-Stckelberg混合模型和联盟合作模型模拟光伏制造业市场。以不同市场下的市场价格最大值为基准,计算光伏制造企业所拥有的国际竞争力,并且分析补贴政策及去产能政策对国际竞争力的影响。研究表明:在6种模型中,联盟合作模型的市场价格和国际竞争力最高,合适的去产能政策可以提高各模型的市场价格。     

考虑信息准确度的电力灾情侦测设备储备与调配优化模型

灾情信息侦测作为电力灾害抢修的基础,其信息反馈的准确度直接影响应急准确度抢修的及时性。文中从信息准确度的角度出发,综合考虑应急时间、运输路径与信息准确度约束以及不同类别设备的适用性约束,以应急总成本与预期损失最小化为目标,构建了信息侦测设备储备点选择与储备量优化模型;继而在考虑事故发生后各设备需求点的信息损失基础上构建了相应的设备再调配优化模型。算例结果显示,所提模型在满足电力应急对于侦测阶段信息准确度的要求的基础上,可有效提高设备储备方案应对灾情实际需求波动的弹性适应能力,并可降低设备采购成本。     

基于细分行业用能结构特征的“十四五”电能替代电量规划

“电能替代”战略的实施,推动了能源发展方式的转变,对中国未来能源高质量发展起到了至关重要的作用。首先对中国终端能源消费及能源供应情况进行分析,梳理了电能替代发展现状,提出了基于行业用能特征的电能替代基准年理论潜力测算模型。其次,耦合规划期政策、技术等因素,提出了“十四五”期间电能替代潜力测算方法。再次,基于潜力测算提出“十四五”期间替代电量规划方法。最后预判电能替代发展趋势。依托该模型方法,预判“十四五”期间国网经营区电能替代潜力超1万亿kW·h,替代规划电量约5000亿kW·h。研究可为政府部门出台相关政策、电网企业科学开展电能替代工作提供支撑。     

计及实时电量交易的售电公司日偏差电量考核优化模型

启动现货市场的目的是建立电力中长期交易和现货交易相结合的市场化电力电量平衡机制,而在市场运营机制不完善的建设初期,以日为结算期的短期考核机制有利于市场公平交易,稳定现货市场中的电力电量波动。为了更直观地体现短期偏差电量考核对售电公司收益及经营策略的影响,构建了计及日偏差电量考核机制的售电公司日前市场收益模型。基于实时市场购电和与储能电站电量交易,建立了以售电公司收益最大化为目标的日偏差电量考核优化模型。基于广东省2017年交易数据模拟典型日现货交易和实际用电情况,对比分析模型优化效果,并对统一出清价和单位考核成本及与储能电站的交易电价、正、负偏差量进行了敏感性分析。结果表明：该优化策略可明显提高售电公司收益;统一出清价、单位考核成本和向储能电站购电电价对额外成本影响最大,向储能电站售电电价对额外收益影响最大,正、负偏差量对售电公司整体收益影响最大。     

基于优惠价格的绿色电力证书交易模型

在分析绿色电力证书价格形成机制的基础上,研究可再生能源电价附加资金补贴金额、补贴结算周期和拖延周期、消费者偏好等因素对绿色电力证书销售价格的影响。为研究随机情况下绿色电力证书的成交价格,建立基于蒙特卡罗的绿色电力证书交易模型,通过内蒙古某大型煤电企业认购风电和光伏绿色电力证书的实例计算,验证该模型的实用价值。     

基于峰谷分时电价的某工业园区多能互补系统多情景运营优化模型

为了提升用户负荷需求与清洁能源供应匹配度,需采取需求响应措施,改变用户用电习惯以配合清洁能源发电。基于此,先构建了综合考虑机组出力和用户负荷转移意愿的需求响应价格驱动模型,制定了某工业园区峰谷分时电价;其次,以峰谷差、清洁能源消纳量和工业园区售电商收益为多目标函数,设计了多情景优化模型;最后,利用GAMS软件进行算例分析。结果表明,工业园区多能互补系统在促进清洁能源消纳等方面具有一定的积极作用,但若要进一步提升清洁能源利用量,实施园区峰谷分时电价尤为必要,分时电价的实施促使清洁能源消纳量至少增加了116.47MW,进一步验证了所提模型的有效性和可行性,为工业园区多能互补系统中提升清洁能源利用率提供了重要参考。