基于并行粒子群算法的电力系统分区抗差状态估计

随着对调度自动化水平要求的提高,状态估计发挥着越来越重要的作用。针对抗差状态估计器难以求解以及粒子群算法在高维空间寻优困难等问题,文章提出一种基于并行粒子群算法的抗差状态估计方法。该方法首先借鉴马尔可夫模型以及条件独立性假设对电力网络进行解耦,通过区域间的通信保证量测冗余度,然后对各区域分别采用粒子群算法求解,将求解一个高维空间问题转化为并行求解多个低维空间问题。最后仿真结果表明该方法相比直接使用粒子群算法收敛更快,计算效率更高,并且计算速度受目标函数影响较小,适用于多种抗差估计器。     

电力市场环境下的电压稳定分析

传统垄断结构下电力输电系统的设计和运行原则之一是运行点不常接近安全边界。然而在新的开放电力市场环境下，电力市场的运行点倾向于越来越接近于安全边界；在这一环境下，如果无功功率支持不足，就可能出现电压失稳，电力市场为电压稳定分析带来了许多新的问题和挑战。为此分析了现有的电压稳定分析方法的机理，以及电力市场环境下的电压稳定分析遇到的新问题以及分析方法。     

电力市场条件下的发电资产评估

研究电力市场条件下电源投资评估问题。建立电源投资评估模型,提出电价的随机微分模型。模型中考虑电价的多重周期性、价格的随机漂移、发电机的强迫停运及机组的服役期等特性。依据随机微分方程理论,证明提出的价格模型满足该文描述电价的物理特征。采用期望效用法,推导电力市场条件下电源投资评估的解析公式并进行灵敏度分析。算例仿真验证结论的正确性。     

统一出清定价体制助长发电商默契串谋的机理分析

揭示了在很一般的寡头竞争情况下，特别是在电力并不富余的情况下，统一出清定价体制不能防止默契串谋的发生。首先讨论了在长期重复报价条件下，统一出清定价体制可能助长发电商默契串谋的若干因素；描述了发电商默契串谋如何形成以及需要研究的问题；然后使用Forehheimer模型框架，构造了发电商默契串谋的模型，分析了发电商的市场行为，发现了形成默契串谋的必要条件；进而运用默契串谋的“内稳定”和“外稳定”的概念进行分析后指出，由于电力市场一般都不是理想的完全竞争市场，在统一出清体制和重复报价条件下，市场最终会形成2种局面：由一个大的发电商单独实施市场力；多个发电商的稳定默契串谋，而其余发电商“搭便车”。某电力市场的实例验证了理论的合理性，随后给出了5点结论。此项研究有助于政府加强监管，甚至表明，有必要寻求替代统一出清电价体制的新方法。     

电力拍卖市场的智能代理仿真模型

该文提出了一种电力拍卖市场智能代理仿真模型，给出了发电厂商基于选择概率的随机选择报价形式，提出了一种选择概率的强化学习算法。随着模拟的进行，发电厂商的报价策略将收敛于其均衡位置，市场达到均衡状态。基于该模型该文进一步讨论了节点电价的市场特性。采用节点电价的电力拍卖市场，由于输电线路的容量约束可能放大发电厂商的市场力；节点电价所特有的售，购电能的净收入会随着发电厂商的市场力实施而增加。节点电价的这些特征在不同的电网条件下，其表现强弱会有较大程度的差异，仅仅进行定性估计是不够的。该文提出的智能代理仿真模型提供了一种针对具体系统进行市场特性评估的工具。     

基于动态博弈的电力市场均衡的稳定性分析

对电力市场中的重复拍卖,用动态博弈的方法,以电价为参考变量,利用Betrand模型重点研究了Pool模式下纯策略Nash均衡点的唯一性与稳定性,以及Nash均衡的收敛性质。研究结果表明,均衡点的稳定性与发电容量必须运行率（MRR）以及由MRR决定的均衡点的个数关系密切,当均衡点唯一时必然稳定;存在多个均衡点时均衡点的稳定性与市场初始状态有关。文中采用了全局稳定、区域稳定、随机状态、等效边际成本等概念来更好地说明电力市场中的问题,并且用图形的方法直观地对均衡点的稳定性问题做出了描述。     

电力现货市场前瞻优化的周期选择

前瞻优化对于适应可再生能源的发展需求,确保电力现货市场良好运作,发挥着重要作用.而合理的前瞻周期选择能够有效地提高电力系统全局优化的可靠性与经济性.因此,迫切需要对前瞻周期的选择问题进行研究.为此,文中首先通过建立电力现货市场前瞻优化模型,推导了优化模型下的节点边际电价公式,分析了跨时段约束对节点边际电价的影响.然后,构建了前瞻周期的偏差量模型,设计了电力现货市场前瞻周期的选择流程.最后,通过不同的算例,揭示了不同前瞻周期下跨时段约束对节点边际电价的影响,验证了流程所选最佳前瞻周期的有效性.     

基于KKT条件分解的互联电网分布式状态估计算法

分布式状态估计可用于在线生成互联电网一体化潮流断面.针对无约束优化问题描述的全网状态估计,提出了一种新的分解协调算法.采用节点撕裂法对互联电网进行切分,将全网状态估计问题的KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件方程分解为协调侧和分区侧2个部分.在边界节点状态给定情况下,各分区电网可独立求解分区侧KKT条件方程,获得自身状态估计结果.此时,若协调侧KKT条件方程的残差满足设定条件,则可判断全网状态估计收敛.由此出发,可构建全网状态估计分解协调计算模型,通过求解协调侧KKT条件方程获得边界节点状态修正量,从而调整分区状态估计结果,使其达到一致收敛.文中分别采用JFNG(Jacobian-free Newton-GMRES (generalized minimal residual))算法和逆Broyden拟Newton法这2种方法实现协调侧KKT条件方程求解过程.IEEE 14节点系统、IEEE 39节点系统和实际电网1 165节点系统的测试结果证明,所提出的分布式状态估计算法具有较高的准确性、收敛速度和计算效率.     

电力金融市场综述

电力金融市场是电力现货市场发展的必然产物,它有利于发现电力真实的价格,促进电力市场公平竞争;并能为市场交易者提供风险管理工具,抑止现货电价飞升,有利于电力市场的稳定。电力金融市场的研究对于设计高效、合理的中国电力市场框架和电力交易机制有着重要的参考价值。文中在介绍各国电力金融市场的基础上对电力金融产品进行归类研究,包括电力期货和电力期权的分类。着重论述了电力金融市场的2个关键问题：电力期货的套期保值策略和电力期权的定价方法,推导了电力期货的动态和静态最优保值率公式和电力期权基于Black Scholes模型和Monte Carlo模拟的定价公式。通过对现有研究的分析和评论,最后提出了电力金融市场方面几个重要的研究领域。     

考虑碳-绿色证书交易机制的新能源跨省交易模型

针对我国可再生能源就地消纳困难问题，提出需求响应下考虑碳-绿色证书交易机制的新能源跨省出清模型。首先，论述了省内-省间双层电力市场运作框架；然后，构建以省内运行成本最小与省间新能源出清价格最低为目标函数的两层电力市场优化模型，通过拉格朗日对偶原理以及KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将下层模型转化为等价的上层问题约束条件，采用大M法（big M method）化非线性问题为线性问题；最后，以我国某地区电力市场为实际算例对模型进行分析。结果表明，所提模型能明显改善负荷峰谷差，有效提高系统运行环保性及经济性。     

Generator bidding in oligopolistic electricity markets using optimal control: fundamentals and application

In this paper, optimal control is applied to study generator bidding in an oligopolistic electricity market. The repeated bidding process in (hourly-based) real-time electricity markets is modeled as a dynamic feedback system; an optimal control problem is then formulated to explore individual generator's long-term/multiperiod optimization behavior. Particularly in our formulation, the periodic property of the system demand is considered. Several lemmas are included for concerning system stability. Based on the necessary conditions for optimality from the Pontryagin maximum principle, a sweeping method is proposed, and an optimal state-feedback control rule is then obtained via backward induction. Numerical results suggest that the generator who unilaterally applies optimal control for generation decisions will obtain more profits. A sensitivity analysis is also performed, identifying these market factors that affect the performance of optimal control.     

Market Incentive Index for Studying Equilibrium Between Vertically Linked Oligopolistic Electricity and Fuel Markets

A new index,called the market incentive index is proposed for studying the equilibrium between fuel and electricity markets.Firstly,a game theoretic model with a monopolistic upstream fuel market and a...     

市场指数方法对计及上游燃料市场影响的下游发电企业的博弈策略(英文)

A new index,called the market incentive index is proposed for studying the equilibrium between fuel and electricity markets.Firstly,agame theoretic model with a monopolistic upstream fuel market and an oligopolistic downstream electricity market is introduced.It is a simple model that can represent strategic interactions between the two vertically linked markets.Secondly,the market equilibrium is studied for deriving out the index,in which interaction relationships between the two markets are explained analytically with three lemmas and demonstrated with numerical examples.Based on the three preceding lemmas,the market equilibrium is further studied by the index.The study shows that,even for the very complicated interactions between fuel producers and electricity producers,some insights on the market equilibrium can be developed with the index.The index-based method can be used as a very intuitionistic way to study the impact of fuel price on the market equilibrium.Thus,it is a new useful method for analysis of strategic behaviors in the equilibrium.     

Electricity market equilibrium of nonlinear power systems with reactive power control

The impact of reactive power control on the electricity market equilibrium is investigated. The effects of limitations on the reactive power generation and absorption, and load power factor adjustments, are examined using a novel electricity market equilibrium model that solves large-scale nonlinear power systems with asymmetric strategic firms. The algorithm implemented employs the linear supply function theory for bid-based pool markets. AC power flow analysis is used to represent the electricity network, incorporating variable price-responsive active and reactive load demands. The significance of the reactive power modeling in the electricity market equilibrium is demonstrated using the IEEE 14-bus and IEEE 118-bus systems. It is shown that variations on the reactive power in the system result in different market outcomes, as incentives are given to the strategic generating firms to alter their bidding strategies. The convergence characteristics of the IEEE 118-bus system are graphically presented and discussed to demonstrate the superior computational performance of the proposed algorithm in producing results under strict binding constraints and heavy transmission congestion conditions.     

考虑不平衡资金处理的电力市场结算机制研究

针对我国双轨制下双边电力市场电能电费疏导、不平衡费用分摊等关键问题,利用“日前基准、实时差量、合约差价”双结算体系实现合约市场与现货市场的耦合结算,考虑应承担责任主体构建不平衡资金分摊/返还模型,设计考虑不平衡资金处理的双边现货市场结算机制,并以浙江省电力市场进行仿真分析。算例结果证明了该结算机制的合理性,有效的电费结算体系可以提高发用主体参与电力市场的积极性,为双轨制下双边电力市场结算提供相关参考建议。     

基于有效竞争的发电厂市场力评估方法

电力市场的健康发展需要高效的监管评估体系,发电厂市场力的监管评估是电力监管中评估的主要内容。作者首先提出将发电厂市场力分为结构性市场力和动态市场力,并针对目前常用的发电厂市场力监管评估方法存在的缺点,即目标存在偏差、操作复杂、可信度有待提高等问题,提出了四种监管评估方法。这4种监管评估方法以有效竞争为监管目标,分别以4种富有竞争的市场条件为评估基准,评价市场成员的行为。以一种方法或者一个指标对电力市场运营情况和市场成员的行为进行评估是不全面的,文中所提出的监管方法能分别适应不同的市场条件和不同的侧面,进行市场竞争的有效性和市场行为的评估,对我国建立监管评估体系有重要的参考价值。     

电力市场环境下的配电网中无功补偿方法的比较分析

电力系统无功补偿与无功功率平衡是保证电网的电能质量的基本条件,有效地控制和合理地无功补偿,不仅能保证电压质量,而且提高了电力系统运行的稳定性与安全性,降低电能损耗,充分发挥经济效益。通过对配电系统的无功补偿方案进行比较分析,得出了电力市场的条件下,各种无功补偿方法的优缺点。     

Influence of TCSC on congestion and spot price in electricity market with bilateral contract

This paper presents a quantitative analysis of the effect of TCSC on congestion and spot price in deregulated electricity markets. The paper could also be considered as a comprehensive tutorial on the influence of TCSC in electricity market. A voluntary pool market, where the market participants can trade electricity either via a pool or through bilateral contracts is considered. The electricity market is modeled in an optimal power flow framework with the objective of maximizing the social welfare. In such formulation, the Lagrange operators associated with the equality constraints associated with real power balance give the spot prices of energy at each bus of the system. Studies are carried out with and without TCSC at peak and low loading conditions to capture the influence and to see the effectiveness of TCSC at different loading conditions. The paper further explores the effect of TCSC compensation level on the spot prices and the congestion under varying pool and bilateral loading conditions. A 5-bus test system is used for numerical studies and to showcase the influence of TCSC in an electricity market environment.     

面向电力需求侧主动响应的商业模式及市场框架设计

中国智能电网的发展面临峰谷差持续拉大、空调负荷不断攀升、新能源接入等新挑战,而电力需求响应是解决上述问题的有效方法之一。中国新一轮电力体制改革正在稳步推进,为电力需求响应的发展提供了重要契机。在此背景下,文中分析了不同市场环境下电力需求响应的开展情况,提出了适合中国国情的面向电力需求侧主动响应的商业模式。通过分析需求响应与电力市场的关系,设计了与中国电力市场改革相互协同的包含需求响应的市场框架:在第1阶段建立与电量市场相对独立、包含需求响应的辅助服务市场;在第2阶段建立与电力市场相结合、包含需求响应的辅助服务市场。此外,分别介绍了2个阶段中需求响应的产品类型、出清方式和考核方式。面向电力需求侧主动响应的商业模式和市场框架要随中国电力市场的发展而不断完善,需求响应将在电力系统的稳定性和经济性方面发挥更大作用。     

电力市场稳定性及其风险管理

介绍了风险管理的基本理论，比较了确定性分析、概率分析及风险分析方法，综述了电力系统与电力市场中风险管理的研究和应用情况；从传统体制到市场环境之间义利重构的角度，探讨了电力市场稳定性和风险管理的问题；最后提出了计及风险的电力市场稳定量化分析方法。