基于区域互联的能源零售市场双边竞价出清策略

随着综合能源系统与多能源市场的发展,通过市场交易实现能源优化分配已成为研究热点.当前区域间能源互联成为趋势,多区域的能源传输与交易得以实现.以分布式能源站及多能用户为市场参与主体进行研究,首先研究互联分布式能源站的运行原理与连接方式,并建立机理模型,引入用户竞价策略,构建互联区域能源零售市场框架.其次,对比独立或互联区...     

多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略研究

随着综合能源系统的发展及其市场化运行的推进,研究多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略,具有重要的理论和现实意义。首先建立多个综合能源服务商与电力、天然气市场互动的双层决策模型,其中上层模型描述发电商和天然气商以供应函数投标方式分别参与电力、天然气市场竞争的博弈行为,下层模型描述多个综合能源服务商响应电力、天然气市场价格,进行购电、购气、用电、用热策略以及天然气调度策略决策的综合需求响应行为。利用势博弈理论求解该双层模型,将上层模型的求解转化为电力、天然气市场序数势函数的求解,将下层模型的求解转化为精确势函数的求解,并从理论上证明了双层模型解的唯一性。在此基础上,考虑到实际应用中信息的不完全性,利用分布式算法对模型进行求解。最后算例仿真表明,采用综合需求响应能减小电力、天然气市场的价格差异,增加需求侧利润,增加社会福利,提高平均用电效用系数和平均气转电效率,均能增大社会福利。     

基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略

随着多能耦合的加强和能源改革的推进,综合能源市场逐步建立,其中综合能源现货市场的剧烈价格波动给综合能源服务商带来了较大的风险。针对该问题提出了一种基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略,首先建立了基于风险价值理论的现货市场交易风险评估模型,其次通过建立综合能源服务商间的合作联盟,降低整体联盟的现货市场交易风险,最后采用Shapley值法对联盟中的成员进行风险分摊,并提出一个该风险分摊结果的交易规则。算例结果表明,综合能源服务商通过结成联盟,可以有效降低其参与现货市场的风险,基于Shapley值的风险分摊方法保证了分配的公平和联盟的稳定,验证了该模型的有效性和可行性。     

考虑风险规避的综合能源服务商能源购置策略

需求响应是未来综合能源服务商应对上游能源市场价格波动、降低自身经营风险的重要手段。基于未来综合能源服务商的基本运营模式,构建用户不同类型负荷的可响应特性模型;基于条件风险价值模型,以综合能源服务商在不同类型能源市场中的能源购置成本最小为目标,构建用户需求响应资源的两阶段随机调控模型。通过算例仿真,分析需求响应实施、储热设备接入以及天然气分时价格对综合能源服务商经营成本、风险水平以及能源购置策略的影响。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

基于双层优化的综合能源服务商博弈策略

随着更为高效的综合能源系统的推广以及能源交易市场化的进行,多种能源的价格和交易呈现出越来越强的耦合性和关联性,综合能源市场逐渐成为研究热点。综合能源服务商作为综合能源市场的核心成员之一,其市场行为和策略会对综合能源市场产生巨大影响。针对综合能源市场内多个综合能源服务商间的博弈竞争行为,建立了综合能源服务商最优竞价策略的双层模型,其中,上层为综合能源服务商间的博弈模型,下层为电力和天然气市场出清模型,并采用对角化算法对其进行求解。在上述模型的基础上,设定每个综合能源服务商的极限竞价策略集合,并计算每个综合能源服务商每个极限竞价策略下的市场出清结果,从而对每个综合能源服务商竞价策略对综合能源市场出清的影响进行定量分析。最后,通过算例仿真计算验证该模型及求解方法的有效性和可行性。     

基于WCVaR的区域综合能源运营商交易策略研究

随着能源市场的逐步开放,区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)运营商作为批发–零售两级能源市场的中间商,其参与市场将面临市场能价、可再生能源出力和负荷预测等多重不确定性,而部分随机变量的精确分布难以获得.在此情况下,为衡量多重不确定性带来的市场交易风险,基于...     

基于综合需求响应的负荷聚合商最优市场交易策略

在区域综合能源系统(IES)层面上,从市场角度入手,提出建立电-气-热多能源日前市场,阐述了负荷聚合商(LA)参与多能源日前市场的基本交易机制。在该市场模式下建立综合需求响应(IDR)模型,进而以LA利润最大为优化目标,研究基于IDR的电-气-热最优联合交易策略。为保证市场交易满足区域IES的安全运行要求,建立了电-气-热IES的网络模型。以IEEE 33节点配电网-11节点气网-6节点热网的区域IES为例验证了所提方法的有效性,通过对传统需求响应(DR)和所提多能源市场IDR模型的对比分析,验证了所提多能源市场IDR模型不仅有利于提升LA的市场盈利,而且通过多能源峰谷互济可满足多元负荷需求,平抑负荷波动。     

基于电-热联合市场出清的综合需求响应建模及策略

随着综合能源系统和多能源市场的发展,传统需求响应已逐渐向综合需求响应的方向转变。在综合需求响应中,用户既可以通过改变用能习惯,又可以通过转换能量来源参与响应,从而实现供需资源协调优化。以冬季居民电能、热能需求为场景,首先基于零售侧能源市场参与主体的机理模型,构建零售侧电-热联合双边竞价能源市场框架。其次,提出电、热负荷参与联合市场的竞价策略,进而建立以最大化能源生产者和消费者剩余为目标的电-热联合市场出清模型;考虑不同负荷的控制模式和运行机理,提出电、热负荷响应市场出清信号的控制策略。最后,通过算例验证了所提方法在实现供需双侧资源协调优化、促进可再生能源消纳以及用户节能方面的积极作用。     

计及综合能源服务商调节域的综合需求响应市场机制

目前针对综合需求响应的市场机制尚未成熟,上级电网无法准确获取用户的调控能力,对响应资源进行充分精准的管理.面向配网峰谷差降低及新能源消纳率提高,提出了一种电热综合需求响应市场出清机制.首先建立了考虑柔性负荷与采暖负荷热惯性的综合能源服务商模型,接着提出了综合能源服务商的调节域以刻画其提供可调资源的能力,然后设计了考虑综...     

基于合作博弈的含清洁能源发电商参与现货市场竞价策略及收益分配

随着清洁能源发电技术的成熟及其建设成本的下降,含清洁能源发电商在参与电力市场时逐渐从补贴对象转变为自主竞价的市场主体。一方面,火电机组具有较好的调节能力,但在较低的预期能源价格期间,昂贵的生产成本可能导致其单独参加现货市场竞标时缺乏竞争力;另一方面,清洁能源出力和现货市场电价的不确定性导致发电商在参与电力市场竞争时需承担投标偏差造成的损失,收益大幅下降。采用风火联合竞价策略可以促使二者优势互补、共赢发展。首先,以含清洁能源发电商参与现货市场竞价利润最大为目标,建立考虑投标偏差惩罚的风火机组联合组成的含清洁能源发电商两阶段随机整数优化竞价模型,采用条件风险价值理论评估清洁能源和电价预测偏差风险,并得到最优竞价策略。对联合后获得的收益,利用合作博弈论中的核仁解给出火电机组与清洁能源机组间的收益分配方法。算例仿真验证,所提竞价策略有效提高了含清洁能源发电商的利润,降低了投标偏差惩罚对含清洁能源发电商收益的影响,增强了含清洁能源发电商在参与现货市场的主动性。     

基于Q强化学习的综合能源服务商现货市场申报策略研究

随着综合能源系统建设和电力市场改革推进,综合能源服务商有望成为新的市场交易成员。为解决申报阶段有限的决策参考信息制约申报策略制定的问题,文章提出了一种基于Q强化学习的综合能源服务商现货市场申报策略,以提升申报策略的理想度。该方法的主要特点在于充分利用庞大的历史运行信息,通过人工智能算法训练申报策略智能体,建立综合能源服务商所掌握的有限参考信息与最优申报策略之间的内在关系。智能体以市场公开信息、社会公共信息及服务商私有信息为环境变量,能够实现申报策略的自动生成和智能改进。最后,基于某省电网实际数据构造算例表明,该方法能较好地拟合合作博弈下的申报策略,具有收敛速度快、理想度高、计算效率高等特点,更符合综合能源服务商决策需求。     

构造供电公司最优电能分配策略的CVaR方法

在输配分开电力市场中,供电公司将被从垄断的电力工业运营体制中解捆,从而作为独立的市场竞争主体参与竞价购电。为了满足终端用户电能需求和系统备用需要,供电公司需要综合考虑在长期合同市场、日前现货市场、备用容量市场以及自备电厂的电能分配。借鉴金融领域的风险管理理论,以条件风险价值(CVaR)作为风险度量指标,综合考虑风险和期望利润水平,建立了供电公司均值-CVaR电能分配策略模型。算例仿真结果表明,给出的模型能够比较真实地反映供电公司决策时所面临的市场风险的本质特征,可使供电公司在保证一定利润水平的前提下实现CVaR风险最小化。     

整合GARCH和VaR的电力市场价格风险预警模型

对现有市场运行状况的评估警戒以及对未来一段时期市场发展的预警是相辅相成、不可分割的。价格是最直接的市场信号,市场中上网电价的波动具有“聚集”效应和异方差特性,该文引入金融领域的分析手段,利用广义自回归条件异方差(generalized autoregressive conditional heterosce- dasticity,GARCH)和风险价值(Value-at-Risk,VaR)理论建立了考虑容量充足度和必须运行率2个指标的价格风险预警模型,既考虑到了真实的市场供需形势又考虑到了发电市场结构和发电商的地位。实证分析表明该模型弥补了常规方法的不足,无论是静态预测还是动态预测均可以保证较高精度,在此模型指导下,电力市场运营机构和监管机构可以根据价格风险预警信号及时采取相应对策。     

基于主从博弈的区域综合能源服务商运行策略

随着电力系统转型的不断推进,区域综合能源服务商(regional integrated energy service provider,RIESP)由传统的自上而下无竞争的垄断模式向多方竞争模式转变。文章综合考虑了RIESP自身发电成本及用户购能满意度,提出了一种基于主从博弈的RIESP运行策略模型。首先,介绍了RIESP的基本架构及两步式决策机制,建立了以RIESP运行利润最大为领导者目标函数和用户消费剩余最大为跟随者目标函数的主从博弈模型。然后,证明了模型Stackelberg均衡解的存在性和唯一性,并采用基于差分进化和粒子群(differential evolution- particle swarm optimization,DE-PSO)的混合算法进行求解。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性,结果证明,RIESP收益及用户消费剩余均有所提升。     

考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化运行

区域综合能源系统是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一。基于电力负荷与热力负荷在综合能源管理中具有相似的可调度价值,提出了一种考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化模型。首先,在电力负荷价格型需求响应的基础上,分析了热力负荷具有传输延迟、供热舒适度模糊性等固有特点,可作为柔性负荷参与到优化调度中,即热力需求响应;其次建立了包含风电、光伏、燃气轮机、余热锅炉、储能设备、燃气锅炉、以及电热负荷构成的热电联供型园区微网模型,以系统综合运行成本最小为目标函数。算例仿真结果表明,综合需求响应的应用提高了园区微网热电生产的灵活性,考虑电热力多负荷综合需求响应比单一考虑需求响应可有效地减少弃风、弃光,降低需求侧用户的总能源消耗成本以及系统的运行成本,提高能源利用效率,实现系统环保经济运行。     

计及风险约束的虚拟电厂二阶段最优调度策略研究

为了实现能源的高效利用,提出一种计及风险约束的虚拟电厂二阶段最优调度策略。首先,虚拟电厂提交日前电能市场和旋转备用市场中每个交易时段的投标参量;然后,基于日前电能市场和旋转备用市场的清算结果,虚拟电厂与主电网进行交易,针对每个交易时段对分布式发电机组、储能装置和需求侧灵活资源进行实时调度。同时,利用条件风险价值量化不确定性对虚拟电厂造成的风险,引入风险规避加权参数对虚拟电厂收益与风险进行权衡,以模拟虚拟电厂运营商在不同条件下的风险规避行为。最后采用算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑调频绩效机制下储能在多市场中的最优投标策略研究

辅助服务对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。随着具有间歇性和波动性的可再生能源的比例不断增大,电网的调峰调频需求和压力不断增加。储能具有快速响应调节能力,是优质的调频资源。基于绩效的调频市场机制可以为储能提供经济激励,合理补偿其成本,调动储能提供调频的积极性。建立了在基于绩效的调频市场机制下储能的日前多市场最优投标决策模型。该模型可以指导储能优化资源配置,在能量与辅助服务市场收益之间进行权衡,实现利润的最大化;还可以作为估计储能收益潜力的工具,进而引导储能的投资决策。最后通过算例分析验证了所建模型的有效性。     

基于纳什谈判的区域综合能源系统运行优化

基于能量路由器(energy router,ER)和公共母线的区域综合能源系统(integrated community energy system,ICES),既实现了电、热、冷等多种能源互补,也实现了区域内多个综合能源系统之间的电能互济。为提高调度的灵活性,综合能源系统同时考虑了2种热能存储方式:储热系统以及热电联供型光热电站内部储热环节。针对该系统,建立基于电能互济的区域综合能源系统运行优化模型,目标函数为最小化系统的运行成本。与非合作模式相比,综合能源系统之间的电能互济能够降低系统运行成本和CO2排放量。为保证区域综合能源系统联盟的利益在联盟参与者之间公平分配,提出纳什谈判方法。最后针对在初始联盟建立后,新系统在运行期间加入初始联盟构成新联盟的情况,提出新联盟的运行优化模型。算例仿真验证了所提运行优化模型的可行性和有效性。