考虑碳排放需求响应及碳交易的电力系统双层优化调度

发展低碳发电技术及有效参与碳配额市场交易是促进电力低碳转型的关键,借助储能和需求响应等灵活资源,产消者在电能生产和消费上具有更强的平衡能力。基于碳排放流理论提出了一种考虑碳排放需求响应及碳交易的电力系统双层优化调度模型。以配电网的节点碳势作为产消者需求响应的价格因素之一,通过上层配电网与下层产消者之间供/用能信息及电价、碳价信息的交互传递实现配电网优化运行。下层的产消者之间基于运行计划进行碳配额交易,并通过纳什议价方式完成收益确定。算例分析验证了所提模型在控制系统碳排放、促进需求响应积极性等方面的有效性。     

电力及天然气系统中的产消者能量-备用协同优化

为解决产消者在配电网实际优化中存在的灵活性不确定的问题。提出鲁棒虚拟电池模型描述产消者灵活性,并将管理完善的产消者应用于电力天然气系统,提出多种备用资源在分布式多能源系统中的能量-备用协同优化模型。考虑到发电机组提供的备用容量很难满足大规模风电接入和事故导致的调度需求,设计了包含发电机组、储能设备、可中断负荷、产消者的备用计划,并考虑了预测误差和事故情况下备用容量传输能力的限制条件。为保护不同能源系统隐私性,采用改进的分布式交替方向乘子法求解。最后设计24节点电力系统和6节点天然气系统验证所提模型的可行性,尤其验证了高渗透率的产消者能有效提升系统经济性。     

计及能量-备用联合市场交易的含储能主动配电网运营策略

随着增量配电网运营权的全面放开以及电力市场化改革对储能的政策支持,深挖储能运行潜能,探讨其助力配电系统运营商协同参与电能量市场和备用市场的兼容性和运行模式,提升分布式储能利用率和配电网运行经济性是当前亟须解决的重要问题。针对分布式储能存储容量限制以及在主动配电网中的运行环境,分别建立备用可用性和可达性约束,提出了一种计及储能参与能量-备用联合市场交易的主动配电网运营策略。首先,阐述了以配电系统运营商为主体的总体运营模式。然后,对储能系统备用能力进行建模,量化储能容量限制下的备用连续调用能力以及潮流约束下能够送至根节点的备用容量。最后,考虑储能参与电能量市场以及备用辅助服务市场的能力,建立市场环境下主动配电网双层优化调度模型,以提升配电系统运营商的运营经济性及储能的利用率。仿真结果证明了所提策略的有效性。     

计及电动汽车及多类需求响应的电力用户能量管理鲁棒模型

近年来,分布式能源呈规模化并网运行,导致传统电力用户从单纯的电能消费者逐步演变为兼具电能生产与消费能力的产消者,并可在市场电价的引导下有序参与市场交易。然而,受自身容量的限制,产消者难以承受市场电价波动性、光伏出力随机性带来的风险。为此,提出了一种基于鲁棒优化的产消者能量管理模型,首先构建了含电动汽车以及多类需求响应资源的产消者能量管理模型;在此基础上,考虑电价波动性以及光伏出力的随机性,构建了计及电价、光伏不确定性的产消者能量管理鲁棒模型,分析了鲁棒系数对产消者整体效益以及能量管理策略的影响。最后,采用改进灰狼算法实现了模型的高效求解。     

基于分布式分支界限算法的产消者联盟电能交易策略

随着分布式能源在配电网中的高比例渗透,产消者作为新型主体参与市场竞争日益受到关注。基于合作博弈的产消者联盟电能交易可增加产消者的整体收益,产消者采用动态联盟结构可提升对环境变化的适应协调能力。为此,提出基于多代理系统（MAS）的产消者联盟运行框架,以及在此框架下产消者联盟电能交易的双层优化模型。上层模型使用分布式分支界限算法求解最优联盟结构下的产消者电能交易策略;下层模型根据更新的交易电价调整产消者购售电计划。最后通过仿真算例验证了所提方法的合理性、有效性及模型的可扩展性。     

考虑碳排放权分配及需求侧资源的安全约束机组组合问题研究

当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电力市场改革不断深入,多种需求侧资源参与电力市场成为可能。建立了综合考虑碳排放权分配和需求侧资源的SCUC模型,通过虚拟电厂整合需求侧资源,研究了需求响应、分布式发电以及储能3种典型需求侧资源的加入对机组组合结果中系统总成本降低和总碳排放量减少的作用,分析了需求侧资源响应对系统机组组合的影响,最后讨论了分配方案和排放权价格对系统总碳排放量的影响。     

基于博弈理论的微电网电碳联动多边交易优化方法研究

基于目前已有电力交易市场及碳交易市场背景,寻求用户自备电厂与风电发电企业交易双方利益最大化及 促进风电消纳的微电网日前经济调度方法.针对高比例DG 接入的微电网存在调峰难度大、分布式能源消纳难的问 题,提出用户自备电厂发电权的交易机制,传统能源电厂获取发电权和碳排放权交易的收益,新能源发电商获得发电 盈利的收益,引导优质的新能源发电容量置换老旧的传统能源容量,提升发电的经济性及环保性;同时,建立新能 源＋独立用户直接交易模型,引导用户侧资源参与新能源消纳,用户在交易过程中获取消纳新能源的收益,新能源发 电商通过支付用户响应成本获取发电额度,提升发电收益.算例结果表明,在用户侧和清洁能源端开展发电权交易对 于风电消纳具有较高的经济性和可行性.     

基于交互能源机制的产消者能量管理方法

光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。     

考虑碳排放的含产消者多主体博弈协同调度策略研究

产消者作为分布式可再生能源接入电力系统运营的一个重要载体,其在配电网系统中的运行模式引起了广泛关注。同时,随着国家“双碳”目标的持续推进,如何在配电网层面协调含产消者在内的多主体进行低碳调度也是当前亟须解决的问题。在此背景下,提出了一种考虑碳排放的含产消者多主体参与配电网动态博弈的协同调度策略。首先,搭建了含多类型可再生能源的产消者、可控分布式电源和负荷聚合商等多主体构成的交直流混合配电网框架,并构建了多主体运行及收益模型。其次,基于博弈论和Weber-Fechner定律提出可计及碳排放因素的序贯议价函数,并通过结合多主体运行及收益模型形成多主体博弈协同调度策略。最后,通过仿真验证了所提策略的有效性,即在促进可再生能源消纳的同时对多主体的收益分布以及社会总效益均有明显改善作用。     

碳市场与电能量市场均衡交易分析

为了减少温室气体的排放,有必要开展碳排放总量控制与交易机制设计工作。总结了电力工业中碳市场交易发生的条件,并基于碳排放效用曲线分析了碳市场交易对发电商剩余的影响。建立了碳市场和电能量市场均衡交易模型,量化分析碳市场与电能量市场的出清情况。该均衡交易模型考虑了碳排放权约束,可以使清洁能源机组获得更多的发电量,有利于低碳电力技术的发展。     

计及碳市场和绿证市场的配电网投资效益动态评估

随着碳排放权交易机制和绿证交易机制的持续完善,配电网投资效益评估需综合考虑电力市场与碳市场及绿证市场间的交互影响。建立电-碳-绿证市场协同运营架构,剖析碳市场、绿证市场对配电网投资决策的因果反馈关系。从发购电、碳排放权交易、绿证交易、可再生能源消纳责任权重和投资效益5个层面搭建系统动力学子模块,提出计及碳市场和绿证市场耦合关系的配电网投资效益动态评估模型。算例仿真结果表明,所提模型在提高配电网投资效益的同时可减少碳排放以及提高可再生能源消纳责任权重。     

基于实时电价的产消者综合响应模型

产消者作为新兴的特殊电力消费者,拥有电力供给和消费的双重角色,具有较强参与实时市场的响应潜力。为提高分布式发电利用率和用户供用电收益,提出基于实时电价的产消者的多阶段综合响应模型。前期优化阶段,综合考虑用户用电经济性、舒适度和电价激励作用,提出用户最优小时需求出价模型;以用户供电收益最大为目标,考虑储能容量和功率约束、储能闭锁和动作死区等因素,提出用户最优小时供给报价模型。出清响应阶段,基于实时电价,结合用户最优小时供需出报价信息,提出用户可控负荷需求响应和分布式发电—储能系统供给响应交替的综合响应模型。算例分析表明,所提综合响应方法能及时响应实时电价的波动,不仅灵活削减和转移了用户在电价高峰区的负荷,而且实现了分布式发电供给从低电价区域向高电价区域的转移,提高产消者供用电的经济性。     

考虑配网供电能力约束的电力市场交易方法

随着分布式能源在配电网系统中的日益渗透,大量电能产消者的接入使得配电网侧需要一种新型的市场平台来更好地管理和利用电网中的灵活资源。本文提出了一个基于配电网的近实时电能交易市场,在市场中多个电能产消者之间可以进行P2P交易,其中购电方广播其需求电量请求,售电方发送报价以进行身份验证和交易。此外,本文还提出一种基于配网不平衡潮流的安全校验方法,以确保所提出的市场设计满足配电网的物理约束。最后利用一个13节点算例研究评估所提出的基于社区的能源交易市场设计的可行性和有效性。     

电力联营体模式下计及排污权交易的跨期多市场均衡

排污权交易是一种限制排污的市场化手段.由于火力发电厂是主要的排污源,排污权交易的实施会增加其生产成本,从而影响其在电力市场中的收益,进而影响未来发电投资决策和整个电力工业的运行.在此背景下,研究了存在排污权交易情况下多个竞争者参与的跨期能量市场、备用市场、输电权交易市场和排污权市场的博弈均衡问题,建立了综合互补模型,描述为混合线性互补问题.考虑的市场参与者包括发电公司、输电权拥有者、市场套利者和电力用户.最后,用算例说明了所提出的模型和方法的基本特征.     

基于集中-分散交易机制的多产消者两阶段鲁棒优化模型

针对产消者参与电力市场交易过程中的不确定性,提出一种多产消者两阶段鲁棒集中-分散交易模型.考虑产消者之间可进行点对点分散交易,建立多产消者集中-分散市场交易模型;考虑光伏出力不确定性对交易策略的影响,构建多产消者两阶段鲁棒市场交易模型;采用Nash谈判法实现多产消者合作剩余的公平分配.仿真算例验证了所建模型的有效性.     

不确定多市场环境下基于序列运算的发电商容量分配策略

在多元化的电力市场中,发电商面临的关键问题是如何在合约交易、日前交易、辅助服务交易的竞争市场中分配有限的发电容量,从而获得最大效益。作者提出了不确定市场环境下发电商的一种容量分配方法,该方法应用序列运算理论(SOT)描述了不完全竞争的市场模型;引入经济学的效用函数来描述不同决策方案的效益;选择效益最大的方案作为有限发电容量的最优分配方案。以IEEE RTS为例,具体分析了发电商在合约市场、日前有功市场、旋转备用市场的容量分配问题。仿真结果表明所提出的方法能够合理地确定发电商的最优容量分配方案。     

无协调主体的多产消者完全端到端交易机制

产消者之间进行能量交易对促进分布式资源就地消纳具有重要意义。为此，在充分考虑产消者利益诉求的基础上，提出了一种无协调主体的多产消者完全端到端交易机制，以实现社会福利最大化。以微网为例，对产消者内部资源进行建模，并引入物理网络约束，提出多产消者能量交易集中式优化模型。通过支路撕裂法及拉格朗日对偶分解，将问题转化为分布式优化问题，并利用交替方向乘子法求解。可证明此机制无需第三方主体协调，仅需在交易主体间进行信息传递，通过各主体内部进行资源调配即可完成优化，实现完全分布式求解。此外，所得价格更符合实际市场的运作规律。最后，以4个微网为例进行分析，验证了所提交易机制的可靠性以及有效性。     

面向能源社区能量管理的配网产消者分布式优化调度

随着售电侧市场的逐步放开和分布式资源在配电网中渗透率的不断提高,电力市场和配电网运行面临新的机遇与挑战。在此背景下,该文针对兼具电能生产和消费能力的配电系统产消者,以交互能源机制作为提升系统运行经济性与安全性的手段,提出了面向能源社区的能量管理模型,利用配电网的天然网络特性,通过图论对能源社区配网拓扑进行细化建模。在计及电网运行约束的条件下,建立以能源社区运行成本最小的日前优化调度模型。针对能源社区中大规模产消者需求响应运行决策问题,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)制定能源社区分布式优化调度策略;针对大规模产消者优化策略迭代计算问题,提出良好契合网络模型的分支节点并行求解算法,进一步降低运算和通信负担。最后通过算例验证了所提模型的有效性。     

计及市场收益的含储能火电厂日前-日内两阶段优化调度方法

火电厂的市场收益主要包括电能收益与备用收益,机组容量的分配是影响市场收益的重要因素之一,因此提出考虑优化机组容量分配的日前-日内两阶段优化调度方法.分析储能参与电力调度的机理,量化储能可用备用容量,以减小机组爬坡频次、提高机组发电利用率为目标,建立含储能火电厂日前与日内两阶段优化调度模型.采用拉格朗日松弛法对模型进行处...     

考虑多产消者差异化特征的社区微网系统P2P交易机制设计

随着分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,社区微网系统(community microgrid system,CMS)中用户已经从传统的消费者转变为具有电能生产/消费行为的产消者。在此背景下,通过引入点对点(peer to peer,P2P)能源交易机制,实现社区微网系统中的产消者自主能量管理以及自主竞价策略最终达成P2P能量交易。首先,考虑产消者的差异化特征,对CMS内部资源自主形成的4种典型类型的产消者进行整合和建模。然后,基于连续双边拍卖机制搭建了日前阶段多类型产消者P2P能量交易框架,各产消者考虑历史交易决策信息以个体利益最大为目标,并通过交互有限的信息,在产消者之间互相发起交易请求,实现CMS内产消者之间P2P能量交易。针对在交易过程中产消者可能出现的隐私性保护,提出基于多段报价机制的P2P竞价策略,既能降低交易方的信息暴露风险,又能减少单次竞价决策的风险度,保证产消者收益稳定。最后,通过算例验证文中设计的P2P交易机制能够有效保护产消者的交易隐私性的同时,提高其经济效益。