基于投资组合的虚拟电厂多电源容量配置

可再生能源出力的不确定性导致含多个分布式电源的虚拟电厂收益波动。文中以某云南风/光/水分布式发电示范工程为例,基于投资组合理论基本思想,提出将虚拟电厂可再生能源出力随机性映射到一般投资组合模型考虑价格随机性的思路,建立了考虑多个可再生能源发电电源不确定性的容量配置模型。在单一时段容量配置模型基础上,进一步分析了考虑可再生能源出力偏差惩罚及多时段容量配置问题。算例表明,所提出的模型有效考虑了各类可再生能源发电的互补性,为分析可再生能源发电批复电价、备用价格、风险偏好、可再生能源发电电源相关性等对虚拟电厂电源配置的影响提供了定量依据。     

考虑风光不确定性的电气互联虚拟电厂近零碳调度优化模型

风电、光伏出力的不确定性给电力系统的稳定运行带来威胁,含电转气(power-to-gas,P2G)的电气耦合系统能够解决这一难题。文章将电转气与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)进行集成,提出电气互联虚拟电厂的基本概念、通用建模及调度优化模型。针对风光不确定性,引入条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)方法和鲁棒随机优化方法,分别用于刻画目标函数和约束条件中的不确定性变量,并引入最大碳排放限额(maximum total emission allow ances,M TEA)指标,考虑虚拟电厂近零碳运营方案可行性。为求解多目标优化模型,构建了基于目标函数投入产出表和权重偏差校核的模型求解算法,并选取9节点能源集线器系统开展实例分析,结果表明电气互联虚拟电厂能实现分布式能源互补利用,形成电气电循环利用模式,所提模型能够同时兼顾分布式能源的高额经济收益和不确定性风险。     

考虑购售风险的虚拟电厂双层竞标策略

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是聚合优化"源-网-荷-储"协调发展的新一代智能控制技术和互动商业模式。针对虚拟电厂内部资源和外部市场对竞标策略的互动影响,提出了考虑购售风险的虚拟电厂双层竞标策略。首先,考虑虚拟电厂对内对外的双侧互动特性,构建了虚拟电厂双层竞标框架;其次,考虑用户效用,建立了用户侧资源对虚拟电厂的下层竞标模型;然后,考虑外部市场的价格不确定性,采用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)量化虚拟电厂购售环节的风险,建立了考虑购售风险的虚拟电厂上层多目标竞标模型;最后,通过算例验证了竞标策略的有效性。     

风险导向下基于成本效益分析的多投资商虚拟电厂容量配置模型

为了分析多个投资商在不同风险偏好下的虚拟电厂容量配置问题,提出一种风险导向下基于成本效益分析的多投资商虚拟电厂容量配置模型。首先,参考城市热环境设计中典型气象日的定义,提出一种基于最小相对偏差的典型日场景集构建方法;其次,以各投资商年均建设运维成本最小为目标函数,考虑分时电价、建设补贴等因素,分别运用条件风险价值度量风、光、负荷不确定性带来的经济风险,并将其与目标函数相结合,构建多投资商虚拟电厂容量配置模型;最后,基于成本效益分析原则,采用净现值和内部收益率对配置结果的可行性和抗风险能力进行评价。仿真结果表明该模型能够根据不同投资商的风险偏好给出相应容量配置方案并对决策结果进行经济学评价。     

基于条件风险价值风险控制的多电源虚拟电厂机组动态聚合优化模型

虚拟电厂存在源荷不确定性的问题会导致虚拟电厂在获取收益同时也要面对一定的风险损失。针对此问题,提出在日前从现有的多电源机组中选择可调容量合适的机组组建虚拟电厂,就能有效规避风险损失,使虚拟电厂的收益最大化。文中采用条件风险价值作为风险度量的指标,以运行收益最大化和风险损失最小化为优化目标,建立基于条件风险价值点（CVaR）风险控制的多电源虚拟电厂机组动态聚合优化模型。首先,采用场景技术来模拟虚拟电厂中源荷的不确定性;然后,在此基础上研究了虚拟电厂管理者的风险偏好对虚拟电厂机组选择的影响,以及环境惩罚成本和购电电价对虚拟电厂机组选择的影响;最后,通过算例仿真验证了该模型的正确性。结果表明,当虚拟电厂管理者选择合适的风险偏好时,虚拟电厂机组的动态聚合模型可有效降低虚拟电厂的风险损失以及提高虚拟电厂供能的稳定性。     

考虑电价和碳价间Copula风险依赖的虚拟电厂竞标策略

作为促进温室气体减排的新兴市场, 碳交易市场逐渐成为影响发电公司收益的重要因素。碳市场中的碳排放配额具有典型的金融产品特征, 碳价波动及其与电价的交互作用会给参与电力市场运营的发电公司竞标决策带来风险。在此背景下, 针对由同一区域的火电机组、分布式发电单元、电动汽车和需求侧资源所集成的虚拟电厂（virtual power plant, VPP）, 首先利用条件风险价值（conditional-value-at-risk, CVaR）理论度量VPP所面临的不确定性因素。然后, 采用Copula函数对电价与碳价的联合概率分布进行建模, 并以CVaR最小化为目标, 针对虚拟电厂构建了计及电价和碳价间风险依赖的Copula-CVaR竞标优化模型。最后, 采用YALMIP/CPLEX对所建立的竞标优化模型进行求解, 并用一个算例系统的4个场景说明了采用所提方法刻画VPP竞标风险的可行性与有效性。     

考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划

尖峰负荷大大降低电源装机利用率和投资效益,虚拟电厂参与调峰可有效延缓电源建设。首先,针对城市级虚拟电厂可调度容量无法精确计算的问题,提出一种考虑多领域、多评估指标的模糊区间估计方法。该方法将可调度容量估计任务分解至工业、建筑、交通领域,并构建考虑用户参与度、收益敏感度、资源可控度及可控规模的模糊区间评估模型。接着,基于可调度容量模糊估计,提出了一种考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划方法。该方法在满足电源备用容量的情况下,以电源扩展安装容量最小为目标函数,考虑不同电源结构、新能源出力不确定性、虚拟电厂可调度容量等多种因素,构建电源容量规划模型。最后,以华东地区某城市为算例背景,验证所提方法的有效性。     

电力市场下的虚拟电厂风险厌恶模型与利益分配方法

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)技术是解决可再生能源并网,帮助柔性负荷和电动汽车等需求侧资源参与电力市场交易的有效途径.文章分析了虚拟电厂中各成员特性和权责,拟定了虚拟电厂运营商对各成员基于价格弹性的调用合同,设计了包含主能量和辅助服务的日前-实时两阶段电力市场交易流程.基于条件风险价值(co...     

基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型

在开放的电力市场环境下,电力金融市场具有随机性特征,风险控制和资产管理策略是影响电力市场资产配置效果的两大关键因素。根据投资组合的风险分散化原理,文中建立了基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型,分析了不同资产调整策略对电力资产配置效果的影响。应用该模型模拟了某电力市场参与者采用不同资产调整策略时投资组合的有效前沿和组合收益率分布情况。实证研究表明,通过电力实物资产、电力衍生产品和相关能源衍生产品的投资组合,并采取合理的动态多阶段资产调整策略,可以有效规避电力市场风险。     

计及多种柔性负荷的虚拟电厂热电联合鲁棒优化调度模型

针对热/电联合运行下多种柔性负荷协调优化不足以及面临的风、光出力和柔性负荷等多种不确定性,文章提出了一种考虑柔性负荷下的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)热电联合鲁棒优化调度方法.充分考虑可削减、可平移、可转移柔性负荷之间的协调互补性,分别以热/电负荷曲线标准差和系统综合运行成本最低为目标,建立...     

考虑分时电价及光热电站参与的多能源虚拟电厂优化调度

针对分布式风电、光伏并网对电网调度运行的影响,利用光热电站(concentrating solar power plant,CSP)出力可调的特点,联合储能电池构建包含风电、光伏、光热及储能电池的多能源虚拟电厂(virtual power plant,VPP).根据光热及储能电池特性,基于分时电价制定运行策略,以各时段...     

基于WCVaR风险度量的发电商电量分配模型

电力市场中,发电商需要合理分配发电量以追求总利润最大、风险最小。以最坏情况风险价值(WC-VaR)作为风险度量因子,建立了发电商在保证一定的期望收益率下WCVaR风险值最小的发电量分配模型,并对其在实时平衡市场、日前市场和中、远期合约市场的发电量分配比例及有效前沿进行了仿真测验。结果表明,所提出的电量分配模型能较真实地反映发电商所面临的市场风险的本质特性,表明了理论分析的正确性和模型的有效性,从而为发电商的投标决策和风险评估提供了新思路。     

计及可调资源动态特性的虚拟电厂多级优化配置

对虚拟电厂(VPP)中各类资源进行优化配置是其参与电网优化调度的重要前提。针对不同特性资源动态聚合与量化评估的难点,文中提出了"灵活性可调资源-聚合调节特性-优化目标建模"的VPP多级优化配置体系。首先,在灵活性可调资源层面建立了不同分布式电源、可控负荷以及储能的可调灵活性与随机性模型。其次,在聚合调节特性层面,一方面对各类资源灵活性整合得到VPP对外可调灵活性,另一方面对各类资源灵活调节的概率密度函数通过卷积运算求得VPP的随机性模型。接着,在优化目标建模中基于投资组合理论建立包含VPP建设和运维成本、参与电能市场和辅助服务市场获利在内的净现值模型,在静态优化配置基础上,分析关键要素的动态效应。以中国某地区实际电网为例,验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑不确定性因素的虚拟电厂竞标模型

考虑了由风电场、抽水蓄能电站和燃气轮机组成的虚拟电厂(VPP).VPP可参与中期合同市场、日前市场以及平衡市场的运营,以利润最大化为其优化目标.由于电价和风电出力的不确定性以及不平衡惩罚的存在,VPP的竞标存在风险.针对电价预测精度较高、误差分布规律可以较为准确描述的特点,采用随机规划的方法处理电价的不确定性;针对风电出力预测精度较低、概率分布难以准确刻画的特点,采用鲁棒优化的方法处理风电出力的不确定性,即将不确定的风电出力限定在一个确定的区间内,通过调节鲁棒系数决策出不同程度上抑制不确定性影响的优化调度方案.基于上述两种方法,并考虑环境成本,建立了VPP鲁棒随机竞标模型,提高了VPP的实际利润,同时减轻了计算负担.算例分析证明了鲁棒随机竞标模型的有效性.     

虚拟电厂下计及大规模分布式光伏的储能系统配置优化模型

以虚拟电厂作为分布式能源的能量管理方式,在具有大规模分布式光伏的虚拟电厂中围绕储能系统的三方面作用对其配置进行求解。首先基于虚拟电厂运行模型分析了储能系统的需求响应、削峰填谷和提高电压质量作用,然后结合各分布式能源的数学模型搭建了经济、网供和电压子目标函数,从而构建了储能系统的优化配置模型,模型中包含储能系统调度和储能系统优化目标函数,在确保每种配置的作用充分发挥的同时筛选出体现储能系统三方面作用的最优配置,最后将目标函数归一化后采用混合整数线性规划和粒子群优化算法对模型进行求解。仿真结果验证了所提模型的可行性,并得出了权重改变会对配置结果产生影响及最优配置为三方面作用相互协调结果的结论。     

计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度

风电机组出力的间歇性和波动性导致风-火虚拟电厂的实际出力偏离其日前申报值。考虑到配置储热装置的光热电站出力可控的特点,将其聚合到风-火虚拟电厂中一同参与申报出力,建立计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力,在实时调度中参与辅助平衡市场,通过改变光热电站的储热量来修正其输出功率,并采用收缩空间的和声搜索算法求解模型。仿真结果表明,光-风-火虚拟电厂可协调各单元出力,能够有效降低申报偏差,从而获得更高的运行收益,光热电站配置更大的储热容量,能够增强其调节能力,虚拟电厂可获得更高的经济效益。