基于演化博弈的区域综合能源市场零售侧竞争策略选择方法

随着热力、天然气等多种形式能源的加入,参与综合能源市场交易的决策主体类型愈发复杂多样。然而,常用的最优化理论与大多数经典博弈理论已无法解决其日益复杂的多主体行为决策问题。针对综合能源零售商如何选择策略来竞争售能,采用新兴的演化博弈理论,在综合能源竞争型代理模式下,建立了零售侧市场演化博弈模型。该模型以有限理性与获取有限信息的综合能源零售商为研究对象,通过理论推导得出了其最优竞争策略的范围。采用基于向前Euler公式的迭代算法进行求解,算例分析了综合能源零售商的演化结果、演化时间及其影响因素,验证了演化博弈理论在市场主体行为分析中的有效性,并为政府的政策制定和综合能源市场主体的行为决策提供了建议。     

绿电消纳责任权重下火电厂商市场行为的演化博弈

为保障省级区域的可再生能源电量在电力消费中的占比,政府推出了可再生能源消纳责任权重考核制度,受考核方从发电侧转移至用户侧。考核方式的变动,将很大程度影响火电厂商的利益和参与绿色证书(tradable green certificate,TGC)交易的积极性。火电在我国的发电占比较高,火电厂商能否积极响应绿电市场,将极大影响新政策的实施效果。政府需要设置合理的政策参数引导火电厂商的交易策略,以实现理想的博弈均衡结果。以此新变动构建了有限理性下结合绿电厂商、火电厂商、受考核用户三方的演化博弈理论(evolutionary game theory,EGT)模型,模拟了不同参数条件下的火电厂商策略演化和TGC市场的变化趋势。研究结果表明:现有条件下政策参数在±10%波动内所有火电厂商都会达到参与TGC交易的理想演化稳定策略(evolutionary stable strategies,ESS)点。但当政策负担加重时,火电厂商达到ESS点的速率都将大幅减缓。政府应维持或适当降低现阶段政策负担水平,促使火电厂商积极响应TGC交易,以保障新政策高效稳定的推行。     

计及电力保险的电力市场主体最优决策

为转移可再生能源出力不确定导致的收益风险,引入产出性电力保险,同时考虑可再生能源配额制(RPS)要求,探讨电力市场主体最优交易决策。针对捆绑式可再生能源电力购售,构建了引入条件风险价值的可再生能源发电商与售电公司博弈最优利润模型,并利用逆向归纳法求解在有无电力保险下的最优交易决策。另外,根据RPS要求与用户效益,设计了非捆绑式可再生能源电力的交易策略。算例分析结果表明,引入产出性电力保险能有效促进可再生能源发电商投产积极性,节约售电公司成本,降低绿色证书价格波动对售电公司的影响,对售电公司完成RPS要求具有较强的促进作用。     

含绿色证书跨链交易的综合能源系统运行优化

综合能源系统内可再生能源发电消纳率低和财政补贴压力大仍是制约其发展的主要问题.鉴于此,结合区块链技术和绿色证书交易机制,提出了含绿色证书跨链交易的综合能源系统优化模型.首先,分析了基于配额制的绿证交易流通机制和在区块链上部署绿色证书交易的可行性;其次,将不同市场主体划分为多链域结构,设计了不同链域间绿色证书跨链交易框架...     

多虚拟电厂参与日前电力市场的鲁棒竞标博弈方法EI北大核心CSCD

针对风电出力的不确定性和多元决策主体间的复杂博弈关系对虚拟电厂(VPP)参与日前电力市场的竞标方案的影响,提出了一种基于非合作博弈理论和鲁棒优化思想的多VPP参与日前市场的竞标博弈方法。设计了多VPP同时参与能量市场和调峰市场的非合作博弈框架和相应的交易流程。建立了各VPP在其余竞标主体报价方案的基础上,聚合多种分布式能源参与市场交易的非合作博弈竞标模型。计及风电出力不确定性对VPP运营的影响,通过强对偶理论和鲁棒优化方法将确定性竞标模型扩展为鲁棒优化模型,并在模型中引入了鲁棒调节系数来灵活调整VPP竞标方案的保守性。通过重复执行多轮竞标博弈的求解策略,直至各市场主体均不能从单方面改变投标方案中获利后,确定各VPP在日前市场中的综合出清方案。算例分析表明,所提方法给出了VPP在能量市场和调峰市场的投标优化方案,可为VPP最优参与电力市场多类型交易产品提供参考。     

绿色电力证书市场下中国各类电源规模及发电成本演化发展

绿色电力证书市场是解决当前可再生能源成本高昂,电价附加补贴资金缺口大、来源单一、时间周期长等问题的有效措施之一。为完善可再生能源补贴机制,促进清洁能源消纳利用,对绿色电力证书市场下中国各类电源规模及发电成本演化发展进行研究。运用系统动力学,构建绿色电力证书市场的经济系统分析模型并基于Vensim软件进行仿真模拟,对绿色电力证书市场下各类电源装机容量、发电量、单位综合成本的演化趋势及关键因素的敏感性进行分析。结果表明通过合理设置可再生能源配额比例和绿色电力证书有效期,绿色电力证书不仅能够减少补贴资金并提高补贴效率,而且将为可再生能源提供全新的投资回报模式,激励其投资发展,有效促进能源供给侧结构优化。     

可再生能源电力市场模式研究

随着人们对能源和环境问题的关注,可再生能源的开发利用在世界范围内广泛兴起,我国迫切需要建立一个完善的市场体系来推动可再生能源产业的发展。研究了可再生能源电力参与区域电力市场竞争的可行方案,初步探讨了竞争所需要具备的辅助服务、价格机制及其他基本条件,从市场主体、市场准入、交易机制、市场监管、市场效益、实践经验等6个方面分析了可再生能源的统一绿色电力市场模式。结合我国电力市场的发展现状和可再生能源产业实践,建议我国根据区域电力市场发展进程实施不同的可再生能源电力市场交易模式。     

基于区块链的绿证和碳交易市场联合激励机制

为了解决目前可再生能源交易中存在的交易制度不成熟,绿色证书制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,现行的碳市场对促进减排效果不明显等问题,提出基于区块链的绿证和碳交易市场联合激励机制,利用区块链具有的去中心化、公开透明等特性,与可再生能源交易市场结合,使可再生能源市场更加透明、方便、安全。为了激励对减排做出贡献的市场主体,对区块链中的共识算法进行了研究,提出了适用于联盟链的PoCT(proof of carbon token)共识算法,激励市场主体参与到可再生能源产品交易中,同时解决传统权益证明(proof of stake,PoS)共识机制中的N@S攻击问题以及奖励分配的公平性问题。仿真结果表明,PoCT可以有效地激励可再生能源交易,并且具有较高的效率。     

考虑绿色证书交易的跨省区电力市场均衡分析

可再生能源配额和绿色证书制度的落实会对跨省区电力市场及绿色证书交易之间存在的复杂关系产生重要影响.为了定量研究该影响关系,首先搭建了配额制下的跨省区电力交易市场架构;其次,考虑省间发电成本差异性及微观经济学相关理论,建立了火电交易市场与绿电交易市场联合的均衡模型;最后,算例仿真重点分析了不同配额比例下电力市场的均衡结果...     

基于复杂网络演化博弈的可再生能源技术扩散仿真分析

“双碳”目标下,风光等可再生能源逐步替代煤等传统化石能源是实现电力系统能源转型的必然趋势,开展可再生能源技术扩散研究是模拟分析这一趋势的重要手段。然而,现有可再生能源技术扩散研究多从总体层面关注宏观扩散模型,忽略了发电商群体内部微观复杂博弈过程及相互作用对宏观扩散影响的复杂性。针对该问题,该文基于系统科学与博弈论视角,以发电商群体社会关系构建复杂网络,以不完全信息有限理性特征开展演化博弈。从发电商个体发电策略更新到发电商群体关系演化的逻辑,由点到面地分析可再生能源技术扩散的动态演化过程。基于两种典型复杂网络场景开展仿真,剖析发电商群体关系、政策标准以及市场价格等众多因素对可再生能源技术扩散演化的影响。算例结果既可为政府引导可再生能源技术在发电企业扩散方面提供理论支撑,亦可为演化博弈理论在能源行业中的广泛应用提供有益的借鉴。     

基于演化博弈的电力市场主体注册行为研究

市场注册活动是市场主体参与市场交易的第一个环节。我国各省级电力交易中心在注册管理中存在一定差异,这种差异在南方电网区域内尤为明显。随着电力市场主体的规模快速扩大,在电力市场主体注册过程中一些问题也开始出现。通过构建电力市场主体注册行为的演化博弈模型,分析演化博弈的稳定平衡点及其演化路径,寻找市场主体注册行为的选择影响因素。研究结果表明,有效的管理制度和信用体系的建立,现代技术手段的运用,以及注册管理流程的优化可以有效引导市场主体的良好行为。     

可再生能源消纳责任权重制下电力市场优化决策模型

可再生能源消纳责任权重制与电力现货市场建设并行推进,实际消纳可再生能源电力将成为电力用户完成考核要求的主要完成方式,并且可再生能源电力也将逐步进入电力现货市场参与交易。基于以上框架建立了可再生能源消纳责任权重制下包含可再生能源日前市场、常规能源日前市场、实时市场的双层多主体优化决策模型,通过库恩-塔克(KKT)条件、强对偶定理、二进制拓展法等方法将其转化为混合整数线性规划模型来求解市场均衡点。算例分析探究了考核权重指标、绿色电力证书价格、可再生能源功率渗透率对市场均衡点的影响。分析结果表明,在市场均衡点日前市场中,可再生能源电力出清电价等于常规能源出清电价加上绿色电力证书价格,且随着可再生能源功率渗透率提高,电力现货市场出清电价呈现下降趋势。     

跨区域省间富余可再生能源电力现货交易的实践和思考

可再生能源装机占比快速增加,消纳任务艰巨,跨省跨区市场化交易在促进可再生能源大范围消纳中发挥了重要作用。针对国家电网有限公司组织开展的跨区域省间富余可再生能源电力现货交易,总结了现货交易的基本框架,概述了其组织流程、市场衔接等交易机制。根据4年以来的实际运行情况,从电量和电价的角度对年度、月度、日成交情况进行全面总结,并建立了评估指标体系,分析其在促进可再生能源消纳和形成分时电价方面的积极作用。结合新型电力系统建设目标和电力市场发展要求,分析了跨区域省间富余可再生能源电力现货在交易范围、交易机制、参与主体等方面的局限性,并提出了未来省间电力现货市场建设的相关建议。     

可再生能源配额制及绿色证书交易机制设计及仿真

近期,可再生能源消纳问题已经成为能源低碳转型的主要瓶颈,为解决这一问题,有针对性地在发电侧设计了一种尽量保证绿色证书供需平衡的可再生能源配额制以及其配套的绿色证书交易机制,其中将上期可再生能源发电情况作为设定本期可再生能源单位发电量所获得的绿色证书数的依据之一;将上期化石能源配额完成程度作为设定本期化石能源发电商配额目标的依据之一。根据电力批发市场和绿色证书交易市场的寡头竞争特点,建立多寡头非合作博弈模型,对设计的机制进行模拟仿真。结果表明,设计的机制对促进可再生能源消纳具有显著作用。     

考虑绿色证书交易的寡头电力市场均衡分析

可再生能源配额和可交易绿色证书制度作为一种基于市场机制的新能源扶持政策,得到越来越多的关注。该政策的引入会对电力批发市场的竞争产生重要影响,特别是绿色证书交易市场与电力批发交易市场之间存在复杂的相互影响关系。为了定量研究该影响关系,采用寡头竞争均衡理论,建立了一个考虑绿色证书交易市场和电力批发交易市场的两阶段联合均衡模型。在第1阶段,可再生能源发电商以供应函数模式参与证书市场竞争;在第2阶段,所有发电商以古诺模式参与批发市场竞争。该模型描述的均衡问题可以表示为一个具有均衡约束的均衡问题,可采用非线性互补方法来求解。最后,算例仿真重点研究不同配额要求下发电商在两个市场中的策略性行为及相互影响关系,表明在不同的配额要求下,可再生能源发电商会选择在不同市场中行使市场力,并导致电力批发市场价格与绿色证书市场价格上升。     

可再生能源配额制下电力市场发电主体决策优化模型

随着可再生能源发电技术的进步以及人们环保意识的提高,政府机构开始利用市场手段和激励政策来促进可再生能源的消纳。基于绿色证书交易的可再生能源配额制是国内外普遍实施的政策。该文分析了配额制下电力市场各个发电交易主体的交易架构,并详细阐述了传统能源发电商与可再生能源发电商之间的电力和绿证供需关系;以电力市场各发电交易主体的收益最大化为目标,构建决策优化模型;结合NSGA-II算法与灰色关联投影法,求解出均衡状态下各市场交易主体的最优交易电量和成交价格。算例重点分析了配额比例调整对电力成交价格,以及火力发电商和风电生产商的电力交易量、收益所产生的影响。通过仿真实验可知：配额比例的提高,能有效地增加风电生产商的发电量,并减少火力发电商的发电量;火力发电商与风电生产商博弈的同时,提高了电力与绿证市场的交易价格。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

基于可再生能源配额制的绿色证书交易SD模型设计

提出了一种基于系统动力学的绿色证书交易设计方法。从绿色证书交易的购买方、销售方及交易价格三个维度构建了绿色证书交易的系统动力学模型。在此基础上,运用该模型仿真分析了绿色证书交易中可再生能源配额比例、罚金额度、绿色证书有效期3个关键指标对可再生能源发电量和绿色证书交易价格的影响随时间变化的趋势。介绍了仿真结果。     

基于系统动力学的分布式可再生能源激励机制分析

国家和地方的清洁能源发展政策促进了清洁能源装机容量的井喷式增长,碳交易和绿色证书机制虽然都可以对清洁能源发展起到促进作用,但对于分布式和集中式的促进作用则显示出较大的不同。在分析证书价格传导过程的基础上,采用系统动力学方法从集中式可再生能源参与的批发市场和分布式可再生能源参与的零售市场两个层面进行建模,建立了碳排放权交易市场、绿色证书交易市场和电力市场三个宏观市场间的交互模型和包含分布式可再生能源的配电网模型。算例仿真了两种机制下集中式可再生能源、分布式可再生能源的发展轨迹,讨论了碳交易和绿色证书机制的价格设置对分布式可再生能源发展的影响,验证了提出的效益分享机制对分布式可再生能源的促进作用。     

考虑需求响应交易市场的虚拟电厂多阶段竞价策略研究

虚拟电厂是解决分布式电源参与电力市场交易问题的重要途径,然而分布式可再生能源出力的不确定性为虚拟电厂带来了较高的交易风险。针对具有可再生能源渗透率的虚拟电厂,考虑可再生能源出力、负荷及市场电价的不确定性,基于随机规划理论,提出其参与日前能量市场、日内需求响应交易市场和实时能量市场的多阶段竞价策略模型。以IEEE 6节点和24节点系统作为算例进行竞价策略优化,结果表明,需求响应交易可有效促进分布式可再生能源的消纳利用,提高虚拟电厂的经济效益。