计及CVaR的负荷聚合商双重市场投标策略

需求侧资源的不确定性给负荷聚合商在双重市场(日前电能市场和日前备用市场)的投标带来了困难。首先分析需求侧资源的不确定性,建立负荷聚合商在双重市场的投资分配和利润模型,该模型以最大化负荷聚合商日利润为目标,并应用粒子群优化算法以及MATLAB调用YALMIP、CPLEX工具箱进行求解。进一步考虑需求侧资源不确定性引起的负荷聚合商利润的风险,分析随着风险偏好系数的改变利润与风险值之间的动态关系以及可中断负荷在双重市场的投标量分配,讨论日前电能市场投标约束对负荷聚合商投标策略和总体利润的影响。算例分析验证了负荷聚合商基于风险的投资策略的有效性。     

考虑用户违约可能的负荷聚合商储能配置策略

负荷聚合商聚合可调节的柔性负荷资源参与市场,可为市场带来巨大经济效益,但用户用电意愿导致的违约风险将给市场实时电量平衡带来威胁。为提高负荷聚合商参与市场的质量,文中利用储能装置作为其提高供能平稳性的手段,为负荷聚合商建立了基于市场等级化补偿规则的储能容量优化模型。对分布在有界范围内的用户违约电量采用截断正态分布来模拟,并根据用户合同违约百分比对负荷聚合商实行等级化补偿规则。PJM历史负荷数据仿真表明,该模型可以为负荷聚合商规避用户侧可能出现的违约行为提供储能优化配置策略,且市场规则的合理设置可以激励负荷聚合商提升其资源等级,从而有利于整个市场的稳定可靠运行。     

基于非合作博弈的居民负荷分层调度模型

为促进居民用户柔性负荷资源有效参与需求响应,可以利用负荷聚合商来聚合用户负荷资源参与电网调度。通过将居民用户的柔性负荷进行分类,建立电网公司、负荷聚合商和居民用户的分层调度模型。在日前投标环节,构建了以聚合商利润最大化为目标的日前投标博弈模型,利用非合作博弈思想对聚合商在日前投标市场进行分析,并给出了博弈纳什均衡解的存在性证明;在实时调度环节,聚合商以分类柔性负荷各自用电物理特性作为约束条件,以实时调度和日前投标量之间的偏差最小作为目标函数对用户分类柔性负荷进行实时调度,使得在不影响用户舒适度情况下提高聚合商的利润。算例仿真分析结果表明,所建立的分层调度模型可有效实现居民负荷的需求响应,并使得电网公司、负荷聚合商和用户三方均受益。     

基于负荷类型细分的负荷聚合商日前投标非合作博弈模型

负荷聚合商能整合中小负荷资源并为其提供参与市场调节的机会,以提高需求响应效率。提出了一种基于负荷类型细分和非合作博弈的负荷聚合商日前投标模型,一方面根据居民柔性负荷的不同用电特性进行典型分类并将每一类负荷作为研究对象,避免了以家庭为控制单位参与投标的复杂度;另一方面在开放电力市场下,不同于常规多目标集中优化,引入博弈思想协调优化各聚合商作为独立决策主体的利益。根据物理特性将居民柔性负荷分成4类,并基于用户使用习惯和舒适度建立负荷模型;在市场电价的引导下,基于用户黏性理论优化聚合商售电电价,建立负荷聚合商日前投标决策模型并进行算例分析。仿真结果表明,所建立的负荷聚合商投标决策模型通过对居民负荷的分类聚合和补偿,在计划调度层面能有效减少电网峰时负荷和平抑峰时电价,提高负荷聚合商的利润,降低用户用电成本。     

广泛负荷聚集商市场策略建模及风险效益分析

分布式电源、储能设备及主动负荷等需求侧资源可通过广泛负荷聚集商的统一管理参与电力市场的运营,其在提升系统经济效益的同时,也给系统优化调度带来挑战。建立了广泛负荷聚集商管理多种需求侧资源参与电力主能量及辅助服务市场的日前、实时两阶段随机优化市场策略模型,同时采用条件风险价值(CVaR)方法对市场价格波动及需求侧资源不确定性风险进行管理。利用夏普利值(Shapley value)分配方法及风险贡献度理论,对各类需求侧资源在广泛负荷聚集商运营中的效益及风险贡献进行分析。算例说明了所提出模型的有效性,定量说明了广泛负荷聚集商在需求侧资源聚合管理中提升效益、平抑风险的两方面作用,以及各类需求侧资源在聚集商运营中的效益及风险贡献。     

面向多级市场出清的负荷聚合商联合交易策略

在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下,电网将面临灵活性资源严重不足的问题,亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架,基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场,提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型,系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场,提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型,系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。     

基于纵向修正ARIMA的负荷聚合商潜力计算及调峰策略

负荷聚合商组织需求侧资源参与调峰市场和电能量市场时,存在负荷预测准确度不够导致合同购电量误差大、市场界限模糊导致考核结算重复等问题,因此文中提出基于纵向修正差分自回归滑动平均(autoregressive integrated moving average, ARIMA)模型的负荷聚合商潜力计算和调峰策略。首先,利用纵向修正ARIMA算法预测基线负荷,构建负荷聚合商的调峰潜力测算模型,挖掘需求侧资源的可调节能力,为电力市场交易提供数据基础;其次,制定电能量市场与调峰市场的负荷偏差考核方式,以月度滚动时域综合结算收益最大为目标,构建考虑偏差考核的负荷聚合商调峰模型;最后,基于某典型地区负荷聚合商月度历史负荷数据,对所提方法进行算例分析。结果表明考虑负荷偏差考核的负荷聚合商调峰策略可以提升聚合商的调峰收益约23.7%,降低负荷聚合商峰谷差约10%,验证了文中方法的合理性和有效性。     

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源,并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此,聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度,进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源,提出基于价格激励的需求响应机制,建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而,以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型,求解模型获得聚合商最优补偿定价策略,分析用户用电弹性以优化用户响应。最后,采用美国PJM市场数据进行算例仿真,结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异,有效降低用户综合成本,通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。     

基于负荷聚合商模式的电网协同优化调度

在新能源在电网的渗透率增高以及柔性负荷作为调节手段出现的背景下,选取合适的调度模式,使得海量分布式的负荷资源参与电网调控,能够帮助实现削峰填谷、平滑负荷曲线等目标。基于负荷聚合商模式的协同控制结构,对包括电动汽车、空调负荷与储能设备的负荷资源进行聚合,建立了日前经济调度模型;在负荷聚合商的集群内部控制中,考虑设备的调度潜能,提出一种基于裕度指标的状态队列优先算法,实现部分负荷优先响应。最后,仿真算例得出了负荷聚合商参与电力系统的日前协同调度运行计划,验证了优化方法以及调控策略的可行性。     

计及用电满意度优先级划分的负荷聚合商调度策略研究

为实现大规模海量居民柔性负荷有序参与需求响应,可以利用负荷聚合商对居民柔性负荷进行聚合调度。为了降低负荷聚合商需求响应调度对居民用户的影响,首先,根据居民用户用能诉求对柔性负荷进行聚类;其次,构建用电满意度函数对各类柔性负荷进行调度优先级划分,并通过设置不同补偿价格来实现优先调度级别高的负荷;最后,以负荷聚合商收益最大为目标构建调度决策模型。仿真结果表明,所提方法可以有效降低电网负荷需求峰谷差,还可以降低需求响应对用户用电满意度的影响。     

计及源荷双边性能指标的市场交易模型

高比例可再生能源电网内,为促进优质可控电源与可控负荷的发展,提高系统供需平衡的调节能力,考虑电源和负荷响应性能进行电力市场交易模式设计。在电源侧引入机组的调节性能指标;在负荷侧设置负荷聚合商参与市场的场景,并考虑负荷响应偏差的随机性进而提出负荷响应性能指标,以区分不同响应特性带来的运行成本差异。为合理协调计及性能指标的源荷双边资源,设计了两阶段的差异化出清机制。以系统总运行成本最小化为目标,构建有负荷聚合商参与的日前市场出清模型。通过算例结果表明,计及源荷双边性能指标的交易模型,可以引导资源的优化配置,降低市场的风险和损失。     

负荷聚合商多类型需求侧资源激励价格制定一般模型及应用

负荷聚合商通过整合需求侧可调资源参与系统运行交易获利,是开展电力需求响应的专业机构.实现多类型需求响应资源的个性化激励定制对进一步灵活管理需求侧资源和增加需求响应效益至关重要,是负荷聚合商核心业务.基于主从博弈原理建立了负荷聚合商激励价格定制通用模型,选取了电动汽车用户及楼宇空调用户,考虑舒适度价格随削减负荷变化情况,...     

基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度

为实现电力系统低碳排放、助力经济提升,在建立碳势引导多元柔性负荷模型的基础上,提出一种基于节点碳势需求响应的双层优化调度策略。首先,利用比例共享原则追踪碳排放流,搭建碳排放流模型,从时空维度感知各节点的碳势变化规律。其次,将碳流分析纳入负荷侧需求响应机制中,利用节点碳势建立负荷聚合商需求响应碳排放模型,并厘清不同碳势强度下负荷聚合商调度差异,构建基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度模型。模型上层为电网运营商最优经济调度,模型下层为负荷聚合商需求响应经济调度。最后,以改进IEEE 30节点系统为例,验证了所提方法的有效性。     

计及用户贡献度的电动汽车主从博弈差异化充电套餐设计

随着电力市场体制改革的不断深化,为改善国内大部分城市尚未达到激励大规模电动汽车(EV)参与需求响应的现状,并充分调动EV用户参与碳市场、绿电市场的积极性,提出了一种基于EV用户画像的多市场融合充电套餐策略。在保障用户充电满意度的前提下,激励用户改变自身的充电行为,降低电网负荷峰谷差,实现EV聚合商的利润最大化。构建了主方以EV聚合商利润最大化为目标的套餐制定模型和从方以用户效用最大化为目标的套餐决策模型,采用Nash-Q算法求出纳什均衡解。通过实例表明差异化充电套餐策略有效提高了EV聚合商的营业利润、降低了用户充电成本。     

计及联盟内部博弈的负荷聚集商优化运营策略

考虑到作为“联盟组织者”的负荷聚集商与作为“联盟成员”的用户间的博弈关系直接影响联盟整体对外竞价及盈利能力,文章以负荷聚集商参与调峰市场为场景,基于纳什讨价还价理论,对负荷调峰效果、负荷聚集商出清能力等因素进行量化并作为不同博弈主体的谈判筹码,建立了负荷聚集商与各类型用户体之间的收益分配模型,并依据用户对调峰电价与电量的不同态度,构建了用户满意度指标。算例仿真结果表明:所提模型能够保证联盟稳固同时增加联盟整体收益,且能合理有效地对主体收益进行分配;制定浮动电价策略能够对用户需求响应形成正向激励,同时提高合作双方的收益。整体与个体的双赢结果验证了所提方法的合理性与优越性。     

计及联盟内部博弈的负荷聚集商优化运营策略

考虑到作为“联盟组织者”的负荷聚集商与作为“联盟成员”的用户间的博弈关系直接影响联盟整体对外竞价及盈利能力,文章以负荷聚集商参与调峰市场为场景,基于纳什讨价还价理论,对负荷调峰效果、负荷聚集商出清能力等因素进行量化并作为不同博弈主体的谈判筹码,建立了负荷聚集商与各类型用户体之间的收益分配模型,并依据用户对调峰电价与电量的不同态度,构建了用户满意度指标。算例仿真结果表明:所提模型能够保证联盟稳固同时增加联盟整体收益,且能合理有效地对主体收益进行分配;制定浮动电价策略能够对用户需求响应形成正向激励,同时提高合作双方的收益。整体与个体的双赢结果验证了所提方法的合理性与优越性。     

空调聚合商参与下的负荷控制与配电网重构

空调负荷的激增降低了配电网运行安全裕度,空调负荷聚合商已成为参与分散式温控负荷控制的新兴商业模式。文中提出面向聚合商参与的配电网温控负荷控制与运行重构策略模型,通过运行方式调整和负荷响应调节,耦合作用于系统安全运行。其中,不同聚合商以空调负荷调节协议方式集中管理温控负荷资源,并以分段报价方式争取市场利益;配电公司以最小化结算成本为目标,统筹多时段运行重构和负荷控制决策。通过凸规划方法进行约束条件等效,利用Mosek求解处理后混合整数二阶锥规划模型,确保了策略的计算效率。采用改进的IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的适用性与有效性。