耦合水电弃能消纳的日前现货市场多阶段出清方法EI北大核心CSCD

如何破解梯级上下游电站报价不匹配导致的竞争性弃水,是高比例水电现货市场出清中的基础性理论和实践难题。为此,基于节点电价出清机制,从弃水原因出发,提出一种耦合水电弃能消纳的多阶段日前现货市场出清方法。该方法第一阶段引入弃能电站报价修正策略,通过等比例调减弃能电站报价,实现市场优先出清;第二阶段引入上游电站电量控制策略,利用下游电站弃能反向推算上游电站应削减电量,构建了多时段耦合电量控制约束,通过减少上游放水削减下游弃能;第三阶段引入上游电站出力控制策略,考虑梯级滞时精细化推算上游电站各时段出力上限,构建了出力控制约束,进一步调减弃能;最后基于“谁获利、谁负责”的公平性原则,构建了多阶段结算补偿策略。实例分析表明,提出的方法能够有效协调上下游电站出清电量,避免报价不匹配导致的竞争性弃水,为高比例水电市场现货交易提供了新的思路。     

电价与电量结合的龙头电站效益补偿机制研究

本文构建了以梯级发电量最大为目标的效益补偿模型,模型考虑梯级引水损失流量,以梯级水位组合为基本计算单元,采用逐步优化算法与离散微分动态规划算法的改进耦合算法进行求解,在量化引水工程对发电效益造成影响的基础上得出龙头电站补偿效益,基于经营期上网电价测算流域受益电站不同电量返还比例下的龙头电站电价,提出了电价-电量相结合的发电效益补偿方法,形成了相应的流域龙头电站效益补偿机制。乌江流域梯级电站的工程应用实例表明,本文方法能够量化引水工程对发电效益的影响,并合理测算流域龙头电站的补偿效益,一定程度上可协调梯级上下游电站间的利益矛盾。     

计及电量分解的高比例水电电网短期调度方法

中长期交易电量与短期发电计划衔接不当是引发结构性弃水或缺电的关键问题之一,如何分解交易电量96点曲线对于高比例水电电网发电计划编制至关重要.本文依托云南电网实际工程,提出计及电量曲线分解的短期发电调度方法,引入电站分类策略以贯序确定标准负荷曲线,兼顾公平性提出耦合标准负荷曲线的日电量分解方法,并以交易电量完成度相对偏差...     

计及随机和风险因素的梯级水电调度交易优化模型和方法

我国电力市场化改革不断推进,使梯级水电如何在市场环境下安排出力计划、合理组织参与各类交易及风险评估成为亟需解决的问题。探讨了梯级水电参与电力市场过程中不确定性因素带来的收益风险,构建了包含中长期调度计划和电量优化分配的决策框架。中长期调度优化年度发电计划为电量分配提供参考;电量优化分配中全面考虑电价波动性、径流随机性导致实发电量不确定性等随机变量信息,采用Va R模型度量收益风险,应用序列运算理论将多随机变量概率性序列归并为交易组合收益概率性序列,从而直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。最后以某梯级水电站为例,模拟市场交易场景,结果表明:所提方法和模型可方便地求解交易组合收益风险,计算速度和精度均满足工程应用要求。     

考虑日调峰需求的梯级水电站汛前优化调度模型

针对梯级水电站汛前调度中电站机组检修和发电计划安排与电网调峰需求间的矛盾关系,构建了梯级水电站机组检修与发电计划的汛前联合随机优化模型。该模型以梯级水电发电效益期望值最大为目标,通过电网对梯级水电的汛前日调峰需求确保水电机组检修计划的合理安排,避免了水电集中检修导致的调峰能力不足。同时,模型通过改进的K-means聚类方法构建了汛前梯级电站多种典型来水场景以表征汛前来水的随机性,并通过对大型水库的汛前水位消落控制约束及中长期合约电量约束保证了梯级水电汛前发电计划的可行性及实用性。通过有效的线性化方法将所建模型转换为混合整数规划实现高效求解。以我国贵州省北盘江流域梯级4座水电站的实例应用表明,所提模型可在满足电网汛前调峰能力的前提下,保证大型电站水位的平稳消落,实现机组检修计划和发电计划的双重优化制作。     

多主体梯级水电参与日前市场的联盟竞价策略与收益分配

中国河流流域梯级水电众多,且存在同一流域上下游电站所属发电集团不同的情况。由于梯级上下游电站间的耦合关系复杂,当多主体梯级水电分别参与日前市场竞价时,可能会使上下游出清结果不匹配,导致水电收益降低、弃水增加。通过联盟竞价,联盟体充分考虑上下游电站的水力耦合关系,提交相匹配的投标决策,能够提高梯级水电参与日前市场的收益,减少弃水流量。为此,文中提出了梯级联盟投标策略优化模型,将梯级联盟最优投标和日前市场优化出清分别作为模型的上、下层,再利用KKT（karush-kuhn-tucker）条件和对偶理论将双层模型化为单层混合整数线性规划模型;采用沙普利值（shapley value）方法对多主体梯级水电的联盟竞价收益进行分配;通过算例仿真验证了该模型的有效性和合理性。     

西北地区水电在年度电力期货市场中的运营

针对水电在西北电力市场运营中月发电量的不确定性及月间发电量不均匀性的特征,在电力市场化运营的背景下,提出西北二级电力市场中水电站群期货电量的划分模型。以月发电过程统计特征为依据,进行期货电量的年内分解和调整,并从梯级水电运行特征的角度验证和解释期货电量的合理性,为水电站群在电力市场中的合约签订及电量分解提供了一种可行方法和依据。以西北电网为例,计算得主要水电站期货合约可签电量达多年平均发电量的65%左右,各月分解电量保证率达95%左右,通过对该结果内在机理的进一步阐述,验证了模型的有效性和合理性。     

南方电网西电东送中的碳交易模型及其效益分析

西电东送将云南、贵州等省份大量清洁能源送往广东、广西等省份,有效促进了南方省区电力资源的优化配置。与此同时,南方电网西部电源竞争力不足,东西部电源利益难以协调的问题日益突显,导致西电东送不能充分发挥效益、清洁能源及其输送通道不能得到有效利用。提出了引入碳交易市场优化南方电网西电东送效益的思路,通过将碳排放的外部成本内部化理顺西电东送的效益分配。建立了碳交易背景下南方电网西电东送电量优化模型,详细考虑南方电网各主要电源以及八交八直各条输电线路的容量约束,提出了基于激励相容原理的发电增量利益分配原则。利用南方电网西电东送实际数据进行模拟,定量分析了碳交易市场对南方电网西电东送输电量、水电利用率、减排效益、各省发电量及收益等指标的影响。算例分析验证了引入碳交易市场能够化解南方电网西电东送日益突显的利益矛盾。     

考虑中长期交易的水电站电转气容量双层优化配置

为改善水电站调节的灵活性和提升风电在中长期规划中的消纳比例,提出了一种考虑中长期交易的水电站电转气容量双层优化配置方法。采用风电品质分段思想,将风电出力分为确定部分和不确定部分,风电确定部分参与上层中长期电能市场交易,风、水、火发电商根据自身情况上报电量电价,以系统购电成本最小为目标建立中长期竞价出清模型,得到各发电商中标电量以及电价;风电不确定部分参与下层合约转让交易,分析电转气的能量转换和大规模储能特点对弃水、风电消纳的积极作用,考虑环境成本和发电商利益诉求,建立基于合约转让交易机制的水电站电转气优化配置模型。最后通过修改的IEEE 30节点算例分析进行验证,结果表明,所提模型能够有效提升风电中长期消纳能力,水电调节灵活性得到改善。     

复杂需求下巨型水电站跨省交易电量曲线分解方法

西南巨型水电站参与电力市场涉及多省、多品种、多时间尺度等多维电量曲线分解难题，给水电市场化运行带来很大挑战。该文依托溪洛渡右岸电站实际工程，考虑电网调峰与企业效益复杂需求，提出巨型水电站月度电量曲线分解多目标协调方法。以余荷均方差最小构建多电网调峰目标，利用多品种差异电价和峰平谷分段市场电价构建发电效益目标，引入理想点法实现目标分级进而将多目标优化转换为一系列差异约束边界的单目标问题；采用分段线性技术处理非线性水力约束、三角剖分技术处理电站出力特性曲线，利用混合整数线性规划(mixedintegerlinearprogramming,MILP)方法实现模型高效求解。采用溪右电站月度电量交易申报实际数据进行验证分析。结果表明，该文模型可以得到合理的月度电量分日、分时、分省、分品种的发电曲线过程，并通过两个实例分析不同来水和计划电量对调峰与收益的影响，发现汛期较枯期影响更大，且计划电量比例是协调调峰和发电收益的重要因素。     

激励相容的分段式用户互动补偿电价合同模型

实现电力用户与电网公司的友好互动是解决当前能源供需矛盾的有效方式,为了激励用户参与用电互动,需要设计合理的互动机制。提出一种适用于不同类型用户的激励相容的互动补偿电价合同模型。该模型以非线性定价为理论基础,以电网公司利益最大化为决策目标,考虑用户激励相容约束,确定不同类型用户对应的最优互动量和补偿价格。算例表明：该定价模型兼具定价效率与可操作性,不仅能够保证电网公司利益最大化,还能很好地激励用户参与互动,同时能够引导用户披露真实的类型信息,满足用户激励相容特性,在电力市场环境下具有现实的社会、经济意义。     

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...     

基于博弈论的区域小水电虚拟电交易研究

区域间能源资源分布不均衡和经济发展及电力消费水平的不均衡,导致小水电生产的大量优质低价电能需要通过大网外售;而地方电网公司和省级电网公司的利益冲突,导致电力外送困难,未达到资源的优化配置。在虚拟电概念基础上,通过博弈建模,分析省级电网公司、大用电工业企业和代表小水电的地方电网公司三方的利益关系;通过模型求解得出,当小水电销售价格低于国网电价一定程度,且电力可靠性相差不大时,通过虚拟电交易不仅能引入竞争解决低价电售电难的问题,而且能促进地方电网提高其电力可靠性及安全性,并提高电力资源利用效率和优化电力资源配置。算例结果表明:虚拟电交易是解决当前电力资源优化配置和合理利用的有效途径。     

计及市场化电价信号导向的含高比例水电输电网扩展规划

传统电网扩展规划模型难以反映未来一段时期竞争市场模式下全局供需态势对电网投资收益、市场主体意愿、社会效益的量化影响,且在含高比例水电输电网中水电外送断面容量与丰枯潮流差异的不匹配导致网络阻塞及交易盈余问题愈加严重.为此,提出高比例水电场景下计及市场化电价信号导向的输电网扩展规划模型.上层模型以最大化线路年投资收益为目标函数,形成规划决策线路;下层模型采用改进的k-means聚类算法得到含高比例水电输电网全年典型运行方式,基于市场交易出清结果与区域负荷响应特征,量化线路规划后的负荷增量及过网利用率,以市场化电价信号引导电网扩展规划,促进区域水电消纳.采用KKT最优条件实现上、下层模型的耦合,将双层规划问题转化为混合整数规划问题进行求解.以我国西南部某含高比例水电的实际电网为例,通过综合比较不同规划方法的阻塞盈余、投资收益及水电消纳比例验证了高比例水电接入下市场信号对扩展规划结果的影响.     

考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型

电力中长期市场与现货市场衔接的核心问题之一是中长期物理执行合同到短时间尺度的合理分解.为缓解现货市场电价的剧烈波动和促进市场的平稳运行,建立了考虑余留现货竞价空间均衡化并兼顾各流域梯级水电站间合同分解公平性的中长期合同电量分解非线性规划模型.该模型考虑了梯级水电站间紧密的水力和电力联系以及合同电量的执行要求,并采用多项...     

区域电力市场竞价交易模型与交易机制的研究:（二）电价机制及其稳定制度、市场风险及其规避、结算机制与市场盈余公平分配模型

在分析国外电力市场的电价机制的基础上,针对区域内各省(直辖市)经济发展和购电及销售电价水平可能存在较大差异的问题,提出了适用于中国区域电力市场的电价机制、市场电价稳定制度、市场风险及其规避和结算机制.并提出一种市场盈余公平分配模型与算法,以规避区域内各省市电网公司的经营风险.     

挂牌交易模式下考虑合约和日前收益的风电商灵活合约制定策略

我国风电发展迅速,随着风电并网规模的增大,越来越多的风电商将作为市场主体参与到电力市场中。在合约市场中,风电商可以通过卖方灵活合约规避风电长期功率预测误差和日前市场电价波动的风险。本文在挂牌交易模式下,根据无套利灵活合约定价方法并给予买方一定激励来确定风电商在卖方灵活合约中的收益,并根据日前市场价格的概率分布得到日前市场的综合收益,风电商以合约收益和日前市场综合收益最大为目标,提出最优的卖方灵活合约。最后通过具体算例分析了各因素对风电商提出的最优的卖方灵活合约的影响,算例结果说明风电商可以根据风险承受能力和让利水平提出最优的卖方灵活合约。     

考虑电源调峰深度的外购电年度交易规划

我国新电改提出要完善跨省区电力交易机制政策,制定合理高效的跨省区外购电中长期交易规划。考虑省间电力传输的约束性,引入了外购电源的调峰深度概念,结合外购电价、省内负荷和发电出力等因素,通过对每月典型日的电力电量平衡分析,确定省内电力供应缺口,建立了外购电年度交易规划模型,从而优化不同电源的购电顺序,实现年度外购电费用最小的目标。模拟计算表明：1）通过增加调峰深度较好而电价较高的外购电量,可以减少调峰深度较差而电价较低的外购电量,从而降低购电费用;2）不同月份的电力需求情况对该月外购电交易的优化效果有较大影响,新方法在电力需求较少的月份能取得很好的优化结果。     

供电公司使用期权合同购电优化策略研究

研究了当供电公司既可以从实时电力市场购电,又可以通过期权合同市场购电时供电公司的最优购电决策问题。假设实时电力市场购电价格、电力零售市场的需求以及零售价格都是随机变量,且它们之间存在一定的函数关系,通过建立2阶段数学模型,求出风险中性的供电公司应从电力期权合同市场购买的期权合同的数量、供电公司应执行的电力期权合同的数量以及从实时电力市场中购买电量的解析解。算例结果证明了所得出结论的正确性。