“三北”地区热负荷参与风电消纳的日前市场交易机制

随着我国电力市场改革的深化以及风电并网容量的攀升,电力市场交易背景下的风电消纳问题亟需解决。针对“三北”地区电力资源特点,从荷-源消纳角度建立发用电双边市场交易模式,并设计“三北”地区热负荷参与风电消纳的日前市场交易机制。定性分析“三北”地区热负荷参与风电消纳的机理,建立日前“现货+调峰”市场出清模式;建立衔接日前市场的中长期实物合同分解机制;设计热负荷参与风电消纳的日前“现货+调峰”市场出清机制。基于甘肃某区域电网进行仿真,结果表明：所提合同分解机制可降低日前市场波动风险,且具有信息披露作用,与日前“现货+调峰”市场机制有良好的协调性;所提日前市场机制可有效消纳风电,提高热负荷收益,且在一定相关因素波动范围内具有较好的适应性。     

电力用户参与风电消纳的日前市场模式

针对中国西北、华北、东北("三北")地区富风期与供热期相重叠造成的风电消纳困境,结合大用户直购电市场化改革方案,提出了激励电力用户参与风电消纳的日前市场模式。依托于现货市场环境下的电力用户与发电企业直接交易,设计了电力用户在日前市场中参与风电消纳的交易申报、交易出清、交易结算及市场组织;精细化考虑电力用户调峰用电曲线的个性化调用需求、电力用户报价限制等约束,建立了考虑电力用户参与风电消纳的日前市场出清模型。算例验证了所述市场模式及模型的合理性、有效性。     

基于多级市场驱动的风电协同消纳策略

文章针对我国风电建设发展迅速而消纳能力不足的问题,结合我国电力市场发展趋势,以市场角度研究了一种基于多级市场驱动的风电协同消纳策略。在现货市场环境下,充分考虑开市前、日前市场及实时平衡市场具有联动性的特点,针对市场交易时间尺度与风电波动强弱的相关性,设计了风电协同消纳交易出清模型:开市前,提前被动消纳风电无波动段,建立基于等电量顺负荷市场出清模型;日前市场中,激励风电主动参与市场消纳,建立基于风火合作博弈市场出清模型;在实时平衡市场中,风电波动性减弱优化其实时消纳,建立基于单侧挂牌交易市场出清模型;三层模型之间通过日负荷功率曲线以及风电消纳量的变化量进行数据的传递与交易出清结果的控制。通过国内某省电网数据进行仿真,结果表明,所提的风电协同消纳策略有效促进风电消纳的同时,并增加新能源的市场交易优势。     

考虑日前现货市场风险的电力负荷参与系统调峰控制模型

我国发布的“双碳”政策进一步促进了以风光电为主的新能源发展,高比例新能源并网的同时带来了系统调峰问题。为增加系统的调峰能力,将电力可调节负荷逐步纳入系统调峰,使电力负荷参与现货市场交易可达到间接调峰效果,但负荷参与现货市场交易存在一定的收益风险。为此,提出一种考虑日前现货市场风险的电力负荷参与系统调峰控制模型。首先,分析电力负荷参与系统调峰的作用机理。其次,在国内日前现货市场交易机制的基础上,基于VaR(Value of Risk)法与极值理论,对电力可调节负荷参与日前现货市场交易风险进行量化分析。基于此,同时考虑风光电出力与基础负荷的不确定性风险,建立考虑日前现货市场风险的负荷参与系统调峰双层控制模型,并通过KKT条件转化为单层混合整数线性规划。最后,通过实例仿真,验证所提模型的有效性。结果表明,所提模型在保证日前调峰效果的同时可提高负荷收益,为现货市场交易环境下的系统日前调峰提供可行的新思路。     

考虑深度调峰的电力日前市场机制设计

中国电力系统缺乏灵活调峰资源,面临严重的弃风、弃光困局,迫切需要充分调动各种资源的调峰潜力。文中提出了考虑深度调峰的电力日前市场机制设计,将深度调峰、可再生能源消纳和日前市场相结合。设计了基于深度调峰报价和避免削减降价的市场机制,深度挖掘火电机组的调峰潜力,激励火电机组主动降低自身出力参与调峰,激励可再生能源出让部分发电上网的红利,从而以共赢的方式促进可再生能源的消纳。构建了考虑深度调峰的电力日前市场出清模型,实现火电与可再生能源在低谷时段的发电权交易,实现了火电深度调峰和日前市场出清的联合建模,解决了两个市场割裂的情况下难以考虑机组爬坡约束的问题。文中采用IEEE 118节点算例系统,验证了所提机制和模型的有效性。     

发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式设计

针对新型电力系统下新能源装机容量大,发电侧调峰资源紧缺,弃风、弃光现象严重的问题,文中设计了一种考虑发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式,将发电侧深度调峰、柔性负荷调峰、新能源消纳与现货市场相结合,充分发掘发用两侧的调峰能力。首先,将独立储能和用户作为用户侧调峰资源,并根据用户是否具有实时跟踪调度指令的能力,将其分为灵活调节用户和非灵活调节用户,在此基础上设计了发用两侧参与调峰的日前市场和实时市场出清模式并建立出清模型。其次,综合考虑各市场主体的贡献和受益程度,设计了调峰辅助服务费用的结算与分摊机制。最后,通过算例验证了所提市场模式对于新能源消纳的有效性和合理性。算例分析中,文中所提市场模式相比仅发电侧参与调峰的模式可降低17.3%的弃风弃光量。     

考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

以风电、光伏、水电为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式,也广泛参与到电力市场交易之中。通过市场化机制保障并促进可再生能源消纳,已成为中国电力市场建设,尤其是现货市场建设的一项关键任务。文中将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,提出了现货市场在发生弃能时触发的出清机制。在现货市场一般性出清计算的基础上,发生弃能时,首先修正弃能机组的投标价格,在保持机组报价序列的前提下进行价区缩放,调整为优先出清的价格接受者;其次,基于修正后的投标信息进行第2次出清,以实现可再生能源的保障性消纳;基于2次出清的结果,提出激励相容的结算补偿机制。为了充分考虑可再生能源的运行特性,文中还在出清模型中特别引入了梯级水电站的水位控制、水量平衡与梯级耦合等复杂约束。最后,基于改进的IEEE 30节点系统对文中所提出的市场机制进行了验证。     

大规模风电跨省消纳与交易机制的研究

从风电跨省消纳的技术问题和经济问题角度,分别分析了东北电网系统风电接纳能力和风电跨省消纳的外部不经济性问题.对东北电网风电接纳能力的测算表明,系统有能力保证风电跨省消纳,但火电机组会因为调峰深度的增加而降低其运行的经济性.提出基于市场的风电跨省消纳与交易机制,风电跨省消纳交易的中长期电量可以通过开展负荷低谷时期的发电权交易实现,而风电预测误差以及风电的间歇性所产生的发电计划偏差则可以通过建立调节市场来实现电力电量平衡,并提出了调节市场的交易形式、组织流程、结算机制及其调度模式和模型等.通过调峰平衡分析与实时平衡调度算例分析,验证了所提机制的有效性.     

面向可中断负荷的调峰辅助服务市场双边交易动态结算方法

在东北电力辅助服务市场中,引导可中断负荷用户参与双边交易是缓解电网调峰困难、提高风电消纳水平的有效措施。针对用户盲目签署交易价格、签署电量虚高的问题,提出一种“以量定价”的双边交易动态结算方法。首先,考虑风电企业考核风险,对电力辅助服务市场双边交易机制进行建模。然后,建立Shapley值收益分配模型,依据风电消纳情况评估交易双方的贡献,并据此计算双边交易一次补偿价格。在此基础上,针对交易双方运行工况进行偏差考核,约束交易双方执行双边交易合约的规范性。最后,以海水淡化厂参与双边交易为例,通过所提方法与传统双边交易结算结果的对比,验证了双边交易动态结算方法的有效性。     

计及需求侧参与的日前市场出清机制设计

随着我国电力现货市场的稳步推进以及电力零售商的出现,传统电网交易模式将产生极大变革。电力市场中需求侧响应资源可以有效抑制市场电价的波动,减少电力现货零售商购电费用,为此,设计计及需求侧参与的日前市场出清机制,通过考虑需求侧响应对节点电价的反馈作用,揭示日前市场中零售商需求侧响应的博弈机理,建立零售商间的博弈模型。采用逐步迭代的方式进行市场出清,并论证市场均衡点的绝对收敛性。最后通过具体算例仿真,验证该出清机制对电力现货零售商以及电网带来的经济效益。     

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。     

山西电力现货与深度调峰市场联合优化机制设计与实践

山西电网富煤、多风、多光、少水、供暖需求大,电网调峰能力难以满足新能源快速发展的需要,亟待建立"现货+辅助服务"联合运行的市场化机制。结合山西电网特点和政策背景,设计了多日滚动机组组合、日前市场、实时市场深度融合的现货与深度调峰联合优化机制,建立了基于多日滚动机组组合的电力现货与深度调峰市场联合优化出清数学模型,并在山西电网某次连续7天结算试运行实际应用。试运行验证了机制合理性和模型有效性,是市场化方式解决山西电网调峰能力不足与新能源消纳受限矛盾的有益尝试。     

考虑源网荷储效益提升的电力现货市场出清优化模型研究

随着我国在“双碳”目标背景下电力现货市场的发展,以风电、光伏等代表的可再生能源将参与到现货市场出清,由于可再生能源的波动性和不确定性,需要通过需求侧响应和储能间的协调,在保证电网调节灵活性的前提下实现市场多主体效益提升,因此开展考虑源网荷储效益提升的电力现货市场出清优化策略研究。考虑参与日前出清阶段各方的效益,将电网不同峰谷差的调节需求纳入到竞价过程中,提出考虑源、网、荷、储收益分配的现货交易体系;为保证系统低碳运行,考虑供能侧的碳排放权交易,建立基于供能侧、储能侧,电网侧、需求侧多方效益协调的电力现货市场出清优化模型,通过算例仿真分析验证所提模型的有效性和优越性。     

山东电力现货市场机制设计与试运行分析

为及时总结中国首批电力现货市场试点建设地区的试运行经验,推动中国电力现货市场建设,在介绍山东电力现货市场的市场机制基础上,通过分析其试运行情况,研究市场所面临的问题和解决措施。山东清洁能源占比较高等电网运行特征决定了山东更宜采用集中式现货市场模式。山东电力现货市场包括日前、实时2个时序市场和日内机组组合衔接机制。电力现货市场试运行期间,电网整体运行平稳有序,现货市场出清价格随市场供需关系变化而变化,但也面临市场力监控能力有待提升、调峰补偿机制需要完善、用户交易风险防控手段仍待加强等问题。上述结果表明山东电力现货市场已基本具备连续运行条件,但市场机制的完善仍须持续加强。     

考虑可再生能源参与的调峰交易机制设计

长期以来,可再生能源一直被认作系统调峰资源的消费者,不能主动参与电力调峰。针对中国当前电力体制、市场机制和电力调度方式,探讨了调峰概念的定义和内涵,指出其具有普遍性、多样性、经济性、持续性和指向性5个显著特征,分析了各类资源提供调峰的效益与优势,在此基础上指出了可再生能源参与调峰交易的可能性和必要性。从调峰服务5个特征的角度,评述了国内已开展的调峰补偿和交易机制,并针对中国现货市场建立之前的过渡期,以理想调峰曲线作为调峰贡献的参照基准,以单位时段内上下调整功率作为交易标的,设计了考虑可再生能源参与的调峰市场交易机制,以期通过调峰交易激励各类资源提供调峰,促进可再生能源消纳和节能减排。算例分析表明了该交易机制的有效性和可行性。     

考虑火电深度调峰的可再生能源市场化消纳策略

如何通过市场机制促进可再生能源的高效消纳,是当前电力市场机制设计所面临的新挑战.为此,提出一种考虑火电深度调峰的可再生能源市场化消纳策略,通过火电深度调峰提升系统调节能力,从而促进可再生能源的消纳.设计了考虑火电深度调峰的日前市场机制,根据电能申报数据进行日前市场预出清,计算深度调峰需求量,然后根据深度调峰申报数据,求...     

考虑调峰权交易提高风电二次消纳能力的热电联合经济调度EI北大核心CSCD

"三北"地区冬季供暖期,热电机组因"以热定电"约束导致系统调峰能力不足,是造成大量弃风的主要原因之一。调峰权交易可以激励热电机组参与调峰的积极性,为风电提供上网空间。因此,首先建立了风电与热电机组调峰权交易方式,制定蓄热式电锅炉启停控制策略和风电二次消纳方式;其次,推导风电和热电机组参与调峰的可行性系数,分析可行性系数值确定单位发电权价格;然后,建立了以调度周期内收益与成本之差最大的热电联合经济调度模型;最后,采用改进粒子群对所提模型进行求解。仿真结果表明文中构建的热电联合经济调度模型能够激励风电和热电机组参与调峰的积极性、减少弃风功率和提高系统整体经济效益。     

考虑调峰权交易提高风电二次消纳能力的热电联合经济调度

"三北"地区冬季供暖期,热电机组因"以热定电"约束导致系统调峰能力不足,是造成大量弃风的主要原因之一。调峰权交易可以激励热电机组参与调峰的积极性,为风电提供上网空间。因此,首先建立了风电与热电机组调峰权交易方式,制定蓄热式电锅炉启停控制策略和风电二次消纳方式;其次,推导风电和热电机组参与调峰的可行性系数,分析可行性系数值确定单位发电权价格;然后,建立了以调度周期内收益与成本之差最大的热电联合经济调度模型;最后,采用改进粒子群对所提模型进行求解。仿真结果表明文中构建的热电联合经济调度模型能够激励风电和热电机组参与调峰的积极性、减少弃风功率和提高系统整体经济效益。     

计及碳捕集电厂调峰定价策略的多主体电力系统日前–实时灵活调度

风电等可再生能源高比例并网是实现能源电力“双碳”目标的重要特征，但其反调峰特性加大了电力系统调峰负担，不利于电力系统低碳转型。在加快计划调度向市场调度转型的进程中，如何以市场化运行为前提进而提高电力系统调峰灵活性成为亟需解决的问题。该文首先利用碳捕集电厂与用户侧资源优良的调峰特性，充分探讨了两者参与调峰辅助服务市场的可行性，由此提出了源荷两侧参与能量-调峰市场且联合出清的灵活性调峰策略。其次，基于碳捕集电厂调峰的成本特性，利用群决策-层次分析法(analytic hierarchyprocess,AHP)制定了碳捕集电厂调峰定价策略，并且运用外部化内在性理论以及环境指标系数形成了因地制宜的电力市场综合报价机制，进而完善了市场交易原则、交易流程与交易结算方式。最后，构建了以系统综合成本最优为目标的市场出清模型，并采用预出清、再出清的方法求解出清结果，算例仿真验证该文所提模型可有效满足系统调峰需求并减少碳排量。     

风火调峰权交易促进风电再次接纳研究

系统调峰能力不足导致负荷低谷时期风电场大量弃风,成为制约风电接纳水平的主要原因之一,调峰权交易可以激励火电机组发挥调峰潜力,为风电提供消纳空间。将风电引入调峰权交易模型中,提出风电参与调峰权交易的市场模式,分析火电机组调峰权交易成本和风电场调峰权交易效益,建立以社会效益最大和风电再次接纳量最大为多目标的调峰权交易模型,并采用多目标粒子群优化算法对模型进行求解。IEEE 14节点测试系统的仿真结果验证了所提模型的有效性。