一种售电公司经济调度双层优化方法

为解决大型售电公司应对新能源接入和需求侧波动带来的随机性风险问题,文章提出了一种基于随机规划的双层优化模型:上层子问题以出清电价和出清电量为决策变量,模拟了市场电能与备用辅助服务的联合出清过程;下层子问题以售电公司的最优购电成本为目标,模拟了售电公司的经济调度行为。模型的求解过程中,通过机会约束规划将模型转换为确定性模型,再由CPLEX求解器分别求解上下层子模型,并通过上下层的迭代求得均衡解。最后,建立了不计及售电公司决策影响的两阶段模型作为对比模型,通过算例分析,验证了该模型可有效反映售电公司决策行为对出清过程的影响,并阐明了不同置信水平对售电公司决策的影响。     

基于信息间隙决策理论的多种零售合同模式下售电公司购售电策略

竞争性的售电市场环境中,为用户提供灵活多样的零售业务是提升售电公司客户端竞争力的关键。根据售电公司与用户对于利润和风险的不同偏好,提出直接分成与保底封顶的零售合同模式。计入各种零售合同模式中不同价格机制对用户用电行为的激励,建立与零售合同相匹配的需求响应模型。考虑市场出清电价的不确定性对于售电公司决策的影响,并计及可中断负荷,建立了基于信息间隙决策理论的售电公司在多种零售合同模式下的购售电决策模型,该模型给出的购售电策略能保证售电公司收益不低于某一预设的最低可接受值。最后通过算例仿真构建了适应不同负荷特性的工商业用户零售合同最优费率制定方案,以及该方案下售电公司从双边合同与现货市场的购电分配方案,可为售电公司购售电决策提供参考。     

计及不确定性的用户互动式运行斯坦伯格博弈模型

售电公司的策略决策行为是实现电力行业市场化和发挥需求响应潜力的重要环节。为制定科学合理的策略决策行为,应用斯坦伯格博弈论理论,构建用户互动式运行的双层规划模型。模型中的上下主从博弈关系,能够体现出售电商和需求侧双方策略决策行为之间的互动性。其中,上层考虑运行中可能出现的不确定性因素和需求决策行为的影响,应用条件风险价值方法 CVar和非线性随机规划理论,构建了计及多种因素的售电商行为策略决策模型;下层引入需求侧舒适度,并考虑售电商行为策略决策影响,构建了用户用电需求决策行为模型。最后,算例采用双层遗传算法优化决策行为,验证了该模型在反映用户互动行为与风险管理对售电商行为策略决策的影响方面具有较好的指导意义。     

可再生能源配额制下售电公司多市场交易决策

可再生能源配额制实施后,售电公司面临着电力交易市场和绿证市场的多市场组合交易决策问题。基于配额制下售电公司市场交易框架及模式,考虑售电公司多种购电渠道的购电成本、柔性合约成本、绿证交易成本及售电收入,以条件风险价值法度量相关不确定因素带来的风险值,构建多市场组合交易决策模型。运用多场景法对风电出力、集中竞价市场出清价格、绿证价格等不确定因素生成典型场景集,以售电公司收益最大、市场交易风险最低为决策目标,采用GAMS软件对决策模型进行编程求解。算例仿真分析了风险规避系数、风电出力不确定性、可再生能源配额比例等因素变化对售电公司收益的影响,对模型的有效性进行了验证,为配额制下售电公司参与多市场交易决策提供理论指导。     

电力市场环境下计及风险的发电公司中期运行规划

在电力市场环境下,发电公司需要对中期运行进行合理规划,以最大化其售电收益.在进行中期规划时,需要综合考虑其在现货市场和合约市场的售电策略,以及检修计划的合理安排,并采用适当方法管理风险.通过采用条件风险价值(CVaR)模型度量售电收益风险,并在计及输电阻塞对合约交易的影响下,为发电公司构造了一种兼顾期望利润最大化和CVaR风险值最小化的中期运行规划模型.将年度发电计划转化为计及机组物理约束的日发电计划,并提出了结合遗传算法和蒙特卡罗方法的求解方法.最后用算例说明了该方法的基本特征,并分析了合约参数、置信度等相关因素对发电公司决策效用的影响.     

市场环境下基于随机规划的主动配电网运行交易二层优化模型

随着主动配电网技术和需求侧响应的大力发展,主动配电网能更主动地参与电力市场交易,影响输电网的运行。当主动配电网容量足够大时,其可作为大用户购电或供电商参与市场,通过有策略地竞价影响市场的出清结果。该文研究了主动配电网充分利用内部灵活可控负荷和分布式电源,作为市场主体有策略地参与日前市场,并基于随机规划建立了二层优化的竞价模型。其中上层模型以主动配电网收益最大为目标,提出了主动配电网安全运行模型,考虑其容量和电压安全约束;下层模型以社会效益最大为目标,考虑输电网运行及电力市场清算,并通过基于场景集的随机规划模型考虑了参与市场竞争者竞价的不确定性。上层模型通过市场竞价决策传递给下层模型影响日前市场出清,下层模型通过反馈市场出清价格给上层模型影响主动配电网内部运行决策。基于互补理论和线性化技术将二层规划模型最终转换为单层的混合整数线性规划模型进行求解。算例分析验证了文中所提模型的正确性和有效性。     

计及不同类型用户需求的售电公司投资、运营、运行一体化竞争力提升策略EI北大核心CSCD

针对售电公司在不完全成熟市场中的竞争力提升路径不够明确的问题,提出一种计及不同类型用户需求的售电公司竞争力提升策略。构建售电公司投资规划、市场运营、设备运行一体化框架。在投资规划部分,对风光储进行年序容量投资部署;在市场运营部分,综合考虑售电公司购电决策、普通服务和定制服务套餐设计、用户需求响应和用户用电选择行为;在设备运行部分,决策储能的出力时序曲线。建立售电公司投资、运营、运行一体化竞争力决策优化模型。仿真结果表明,所提策略可综合反映投资规划、市场运营、设备运行要素对售电公司竞争力的影响。     

售电公司购售电业务决策与风险评估

购售电业务的决策和风险评估是售电公司适应电力市场的关键。为丰富售电公司购售电业务,在中长期加现货交易的市场模式下,对售电公司可能的购售电业务进行分类,组合得到不同购售电业务模式。采用场景法对模型中的现货价格和用电需求等风险随机变量进行模拟,以条件风险利润作为风险评估指标,以售电公司风险和预期收益综合效用最大化为目标,建立购售电业务综合决策与风险评估模型。探究在不同购售电业务模式下不同因素对购售电业务决策和风险水平影响。算例选取了3种购售电业务模式进行分析。模式1分析了售电公司的风险偏好和不同类型的售电合同对售电公司购售电行为以及风险的影响,初步验证了模型的有效性。模式2和模式3在模式1购售电业务模式的基础上,分别引入可再生能源中长期购电业务和储能租用业务,评估其单位成本和规模对售电公司购售电决策和风险的影响。     

计及需求响应的售电公司正偏差电量考核优化模型

偏差电量考核是电力市场化进程中重要的环节之一,也是电力现货市场形成之前的过渡阶段。为了更为直观地表达偏差电量考核对于售电公司的影响,构建了基于偏差电量考核机制下的售电公司收益模型。同时,采取需求响应措施来减少偏差电量,在此基础上建立了以售电公司收益最大化为目标的可中断负荷合同及价差期权合同最优购买模型。以广东电力市场2017年交易数据为基础,对比分析了捆绑合同对售电公司收益的影响,并对月度市场出清价、用户统一价差和补偿费用进行了敏感性分析。结果表明,售电公司可以通过捆绑合同来降低考核费用,从而提高整体收益,同时也降低了用户的用电成本;月度市场出清价和中断负荷补偿费用的变动对偏差电量考核费用的影响最大,用户统一价差对售电公司用户成本影响最大。     

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。     

具有分布式发电和可中断负荷选择的配电公司能量获取模型

基于分布式发电机(distributed generation,DG)和可中断负荷(interruptible load,IL),建立配电公司(distribution company,Disco)在竞争的日前市场下能量获取模型。假设各发电公司(generation company,Gencos)和其他Disco的费用函数能根据历史数据或一些评估者提供的方法得到,各Disco之间的竞争用一个两层优化问题描述,外层子问题代表Disco的优化决策,目标为自身利润最大化;里层子问题为独立系统运行人(independent system operator,ISO)考虑安全约束的能量出清优化问题,目标为最少化购电成本及中断补偿费用。非线性互补方法(nonlinear complementarity method,NCM)及改进的莱温柏杰-马夸德(Levenberg-Marquard,LM)算法用来求解该模型。一个8节点算例验证模型和方法的有效性,同时也分析DG及IL在输电阻塞中的作用。     

考虑不确定性的火电发电商现货-深度调峰市场优化决策

针对电力现货市场与深度调峰市场联合运行背景下发电商电能量利润空间压缩、深度调峰功能亟待拓展等问题,提出考虑不确定性的发电商现货-深度调峰市场优化策略。基于Stackelberg博弈,构建兼顾联合市场利润和风险的发电商日前报价策略双层优化模型。在上层模型中,以发电商联合市场利润最大化为目标,对发电商分段报价进行优化;在下层模型中,考虑竞争对手报价场景的不确定性,提出电力现货-深度调峰市场联合出清模型。针对净负荷不确定性,引入波动不确定度参数,将双层模型转换为基于信息间隙决策理论的发电商现货-深度调峰市场决策模型。基于安徽省实际市场数据进行仿真验证,得到适应不同负荷场景的发电商联合市场日前报价策略,结果表明考虑不确定性的联合优化决策能够有效规避负荷不确定性带来的利润波动风险。     

能量-备用多品种电力交易下空调负荷聚合商竞价策略

双侧电力市场的开放为公共楼宇暖通空调负荷作为需求侧资源参与电力市场提供了新的机遇。为了挖掘用电高峰时段空调负荷的调控潜力,根据暖通空调的运行原理,基于能量守恒定律、热力学原理、质量守恒原理等,建立了公共楼宇暖通空调的物理模型,提出了暖通空调的柔性控制策略。考虑空调用户在负荷聚合商的统一协调下参与能量和备用市场,构建了能量-备用多品种电力交易下负荷聚合商的双层竞价模型,其中上层为负荷聚合商竞价模型,下层为电力市场出清模型,并基于KKT条件及对偶理论将双层优化问题转化为带平衡约束的单层优化模型,实现模型的高效求解。算例分析结果验证了所提竞价模型的有效性。     

基于价格配额曲线的售电商投标策略优化

近年来随着中国电力体制的改革,大量售电商参与到电力市场之中.对于部分售电商而言,其可能存在一定的市场影响力,投标行为会对市场出清电价产生影响,进而影响到自身的投标策略.考虑到售电商自身的投标策略对市场出清电价的影响以及出清电价本身的不确定性,文中将市场出清电价分布与价格配额曲线(PQC)相结合,建立了基于PQC的市场出清电价的分布模型,进而建立了售电商在电力市场的投标行为优化模型.同时,研究了不同市场供求关系下对应的出清电价分布情况对售电商投标策略的影响.算例表明,对比不同情况下售电商的最优投标策略,基于PQC的方法可以使售电商更好地适应市场并合理地调整投标策略.     

面向主辅能量市场出清的输电网双层扩展规划

电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型,在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型,构成混合整数非线性规划问题,进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后,以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳,降低尖峰负荷场景下线路阻塞,保障电力市场交易的公平性。     

基于分区电价的跨区电力调度双层优化模型

为充分利用跨区调度资源,提出一种基于分区电价的跨区电力调度双层优化模型。采用等效发电成本曲线对区域内部的煤电机组出力进行建模,采用一种基于整数规划的机会约束方法对风电和光伏出力进行建模。建立与分级调度模式相适应的双层优化模型,作为上级调度机构的上层模型以区域间送受电量为决策变量,以区域间送受电量价值最大化为目标,下层模型实现区域内部的经济调度。根据卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将双层模型转化为单层模型进行求解。算例结果验证了所提模型的有效性。所提模型在送电区域和受电区域之间维持一定的电价差异,通过传输较少的电量缓解受电区域的电力供需矛盾。     

考虑用户有限理性的售电公司峰谷组合电力套餐设计

中国电力零售侧市场化程度逐步加深,售电公司须为电力用户提供有针对性的电力套餐以保障其市场占有率和持续盈利能力.为此,提出售电公司峰谷组合电力套餐零售模式并构建了考虑用户有限理性的电力套餐设计双层优化模型.在上层模型中,售电公司以购售电收益最大化为目标优化峰谷电力套餐参数及其在电力市场中的购电策略;在下层模型中,用户以购电综合效用最大化为目标进行峰谷组合套餐定制,考虑了裕度电量价值及从众心理对有限理性用户决策的影响,同时基于锚定效应模拟了用户在选购电力套餐后的用电行为.以某地居民用户为对象进行仿真分析,结果表明售电公司可通过设计峰谷组合电力套餐激励有限理性用户主动调整用电行为,提高购售电收益.     

储能参与现货电能量-调频辅助服务市场的交易决策研究

随着电力市场化改革的不断推进,储能资源作为独立市场主体提供调频服务,是解决系统调频能力不足的有效手段。构建双层交易决策模型对储能在市场中的交易决策行为和市场出清过程进行模拟分析。首先,提出储能参与现货电能量-调频市场交易的总体架构。其次,以电网侧储能电站为独立的竞价主体,构建了双层市场交易决策模型。上层以储能电站收益最大化为目标,决定储能电站的报价策略;下层实现电能量市场和调频辅助服务市场的联合出清。然后,应用KKT条件将该双层模型转化为单层模型,从而将所提模型转化为混合整数线性规划问题。最后,通过算例分析验证所提出交易决策模型的合理性与有效性。算例结果表明储能通过策略性报价在市场中获得更高的经济效益,且在调频市场中的收益占总收益的80%以上。     

基于多智能体强化学习的电力现货市场定价机制研究(一):不同定价机制下发电商报价双层优化模型

电力现货市场定价机制是市场设计的重点问题之一,与发电商交易行为相互影响。定价机制设计需要考虑发电商可能的交易行为,而不同定价机制下发电商报价策略不同,为系统性地解决这一嵌套难题,形成2篇不同侧重点的论文。作为首篇,该文探讨强化学习在发电商报价决策中的适用性,完整考虑系统和分区边际电价的两阶段过程,构建节点、系统、分区3种边际电价定价机制下的发电商报价双层优化模型,并基于可变学习速率和策略爬山算法相结合的多智能体强化学习方法对模型进行迭代求解。该双层模型中,上层为发电商报价决策层,下层为市场出清层,以决策层优化的发电商报价信息和出清层计算的发电商中标信息作为上下层之间的交互数据,不断优化发电商报价策略。最后,以IEEE 39系统为例,选择4个典型负荷场景,优化3种定价机制下的发电商报价,结果表明:所提模型和算法可有效求解发电商最优报价策略,获取市场均衡结果。