考虑备用共享的区域电力现货市场出清模型

在推进我国新一轮电力体制改革和建设全国统一电力市场的背景下,为了打破省间壁垒,缓解现行区域电力市场部分省份因备用容量不足和源荷逆向分布而存在的电力紧缺或“三弃”问题,引入备用共享机制和联络线协调优化的运行方式,构建了包括安全约束机组组合模型和安全约束经济调度模型在内的区域电力现货市场电能与备用联合出清模型。通过考虑备用共享的区域电力现货市场电能与备用联合出清,实现了电力资源在更大范围的优化配置,有效提高了系统运行的经济性和可靠性。以两个互联的IEEE 30节点系统模拟区域内两省间电力市场交易,验证了所提模型的正确性和有效性。     

考虑电能与备用联合出清的日前调度优化方法

为解决电力现货市场与辅助服务市场改革不断深入带来的日前调度计划编制模式转变问题,提出了一种考虑电能与备用辅助服务联合出清的日前调度优化方法。首先,剖析了电能与备用辅助服务之间的耦合关系,从机组运行特性和电网承载能力两个维度出发,明确了电能与备用联合出清中需要考虑的运行约束项。接着,以综合购电成本最低为优化目标,全面考虑电网运行、电力平衡、机组运行等三方面约束条件,构建了电能与备用辅助服务联合出清下的日前调度优化模型。并根据模型特点,明确了求解方法。最后基于我国某省区电网实际数据构造的算例表明,该方法能够有效提升发电资源调用效率,避免由于备用均摊等方式造成的发电机组中标量超过系统承载能力或发电机组发电能力的问题。     

南方（以广东起步）电力备用市场设计

现阶段南方区域仍按“两个细则”管理电力备用,其备用品种、价格机制、结算机制及备用资源的分配方式均有不尽合理之处,亟须建设南方（以广东起步）电力备用市场,完善南方区域电力市场体系。通过对国外电力备用市场机制和南方区域备用管理现状问题的分析,提出了适应南方区域电力市场发展现状的电力备用市场机制,对备用市场出清模型进行了探究,并通过算例对不同模式下的备用市场建模和出清结果进行了分析,结果表明,在报量报价和报量不报价的备用市场模式下,备用出清价格都已包含机会成本,可实现备用中标容量的机会成本补偿,备用与电能量市场联合优化机制可确保参与备用市场的机组收益不低于只参与电能量的情形,对机组积极参与备用市场起到了正向激励作用。     

南方（以广东起步）电力备用市场设计

现阶段南方区域仍按“两个细则”管理电力备用,其备用品种、价格机制、结算机制及备用资源的分配方式均有不尽合理之处,亟须建设南方（以广东起步）电力备用市场,完善南方区域电力市场体系。通过对国外电力备用市场机制和南方区域备用管理现状问题的分析,提出了适应南方区域电力市场发展现状的电力备用市场机制,对备用市场出清模型进行了探究,并通过算例对不同模式下的备用市场建模和出清结果进行了分析,结果表明,在报量报价和报量不报价的备用市场模式下,备用出清价格都已包含机会成本,可实现备用中标容量的机会成本补偿,备用与电能量市场联合优化机制可确保参与备用市场的机组收益不低于只参与电能量的情形,对机组积极参与备用市场起到了正向激励作用。     

区域电网的分省备用容量留取方案(一):机制设计EI北大核心CSCD

在传统调度模式下,区域电网的分省备用容量一般按照计划模式留取,对省间备用互济的可调用性缺乏考虑,随着新能源和电力市场的快速发展,已难以适应未来电网的发展要求。为此,该文首先分析国内外备用留取方法现状;然后,基于现行标准和各区域管理规定对备用的分类和机制进行探讨,分析高比例新能源接入和现货市场建设对备用容量的影响,探讨分省备用管理特点和各区域负备用留取方案;在此基础上,基于我国的调度模式,设计了区域电网备用容量预留机制,确定电力市场中的备用品种、特点和相互关系,从高比例新能源接入对电网充裕性、安全性、灵活性的影响出发,提出“负荷备用分省预留、事故备用全网共享”的分区备用留取模式,并分析负荷负备用的必要性;最后,基于区域电网辅助服务市场机制,考虑新能源不确定性和事故N-1的备用调用场景约束,设计区域电网的电能与备用联合优化流程。     

考虑柔性负荷的电能量和备用辅助服务联合市场出清模型

随着现货市场的不断推进,现货规则日益完善,柔性负荷参与现货市场和辅助服务市场的条件逐步具备,市场逐步向"发电侧报量报价、用户侧报量报价"(双边报价)模式及电能量和辅助服务联合出清阶段过渡,因此有必要对双边报价模式下、柔性负荷参与联合出清背景下的国内电力市场展开研究。针对柔性负荷参与联合市场的情况,基于广东省电能量市场和备用辅助服务市场出清规则,搭建了可转移负荷、可中断负荷以及可平移负荷在双边报价模式下联合电力市场环境中的数学模型,建立了考虑柔性负荷的电能量市场和备用辅助服务市场联合出清模型。最后,以某地区电网为例,基于CPLEX平台对柔性负荷参与电能量和备用辅助服务联合市场前后的场景进行了仿真对比分析,验证了所提模型的有效性。2种场景下柔性负荷的收益、系统负荷峰谷差、社会福利等参数变化的对比结果表明:柔性负荷参与电能量和备用辅助服务联合市场有助于降低自身用电成本,降低系统峰谷差,提高柔性负荷自身收益及社会福利,对于系统稳定经济运行具有重要意义。     

考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型

为了保证系统在事故情况下电能可以顺利传送到备用需求区域,备用资源需要均匀合理地分布于电网中。文中建立了一种考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型。该模型同时计及网络约束、系统备用约束和分区备用约束,其中区域备用需求可以由本地发电资源和相应区域联络线的剩余传输容量共同提供。此外,还分析了主能量价格、备用价格及两者之间的耦合关系。仿真结果表明,分区备用会导致备用稀缺区域内主能量和备用价格的提高,而系统总负荷收益却会相应减少;此外,在寡头市场环境下,与大部分发电商通过持留容量方式来获取更高收益不同,处于备用稀缺区域内的发电商往往需要通过增加其自身出力来获取更大的收益。     

交直流混联区域电网现货市场出清模型研究EI北大核心CSCD

不同于省级电网全交流线路的架构,区域电网通常为交直流混联,区域电网现货市场出清模型需考虑由此带来的特殊问题。为此,首先分析了交直流混联电网与纯交流电网在设计电力现货市场时的不同点,并提出对应的交直流联络线功率优化机制、框架协议执行电量处理机制、联络线网损处理机制、联络线输配电价处理机制。在此基础上,结合省级电力现货市场出清模型,重点构建了包括安全约束的机组组合、安全约束的经济调度、节点电价定价模型在内的考虑交直流混联的区域电网现货市场出清模型。通过区域电网联合出清,电力资源实现最优配置,相比单省市场,能够大幅提升社会经济效益。最后,通过算例验证了所提模型的正确性和有效性。     

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。     

基于剩余需求曲线的风电-储能一体化电站投标决策方法

针对风电-储能一体化电站（简称风储电站）在日前电能量和备用市场中同时作为价格决定者的投标问题，提出了一种基于剩余需求曲线的电量-备用联合投标决策方法。首先，考虑储能系统运行约束以及电能量-备用市场的耦合关系，在风储电站日前投标范围内生成电量-备用的可行投标组合，基于神经网络预测计算对应的市场出清电价，提出了电能量和备用市场中剩余需求曲线的联合建模方法。然后，建立了用于开展日前电量-备用联合投标的随机优化决策模型，以风储电站收益期望最大为目标调整储能系统的日前出力计划和备用容量，同时考虑实时市场的不确定性，通过调用储能系统的备用容量降低风储电站的实时偏差惩罚。最后，通过算例仿真验证了所提投标决策方法的有效性。     

考虑振动区和水-电耦合的现货市场出清模型

梯级水电站优化调度模型具有振动区、带时滞、非线性等特点,其市场出清问题需要增加更多离散变量数;同时,电力市场中水力和电力存在复杂的耦合约束,使得计算时间显著增加,难以满足实际生产需求。首先,对电力现货市场水-电耦合产生的物理制约进行联动分析,建立了考虑水-电耦合约束的出清模型;然后,针对水-电耦合约束中振动区的大量离散变量,基于电厂的流域关系和隶属关系,将振动区相关变量和约束进行压缩;最后,基于实际电网数据开展了算例分析。结果表明,所提现货市场出清模型和变量降维方法可以有效减少含梯级水电的市场出清时间,满足电力现货市场的实际运行需求。     

美国PJM电力现货市场环境下需求响应机制分析与启示

需求响应参与电力市场交易,既有利于发挥其在电力资源优化配置的效果,促进需求响应项目的 可持续开展,也能改善市场价格形成机制,降低电力市场运行风险.总结了美国PJM现货市场环境下的需求响应机制与方法,论述了需求响应参与日前、实时电能量市场,备用和调频辅助服务市场的交易组织过程,重点分析了现货电能量市场中的需求响应机制设计原理;最后,结合我国电力现货市场的实际情况,分析需求响应机制对市场交易和调度运行的影响,提出了通过市场化手段促进需求响应项目实施的建议.     

备用和电能量灵活联合调度及定价新方法

对电力市场条件下目前实时交易的备用需求、调度和定价进行简述。提出考虑发电机组约束的一种用于事故备用的电能量和备用灵活联合调度和定价新方法，此方法的最大优点在于它考虑了发电机的最大和最小发电容量以及与备用直接关联的爬坡率和可调旋转备用需求，比排队法、顺序法更符合实际。数据仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计及能量-备用联合市场交易的含储能主动配电网运营策略

随着增量配电网运营权的全面放开以及电力市场化改革对储能的政策支持,深挖储能运行潜能,探讨其助力配电系统运营商协同参与电能量市场和备用市场的兼容性和运行模式,提升分布式储能利用率和配电网运行经济性是当前亟须解决的重要问题。针对分布式储能存储容量限制以及在主动配电网中的运行环境,分别建立备用可用性和可达性约束,提出了一种计及储能参与能量-备用联合市场交易的主动配电网运营策略。首先,阐述了以配电系统运营商为主体的总体运营模式。然后,对储能系统备用能力进行建模,量化储能容量限制下的备用连续调用能力以及潮流约束下能够送至根节点的备用容量。最后,考虑储能参与电能量市场以及备用辅助服务市场的能力,建立市场环境下主动配电网双层优化调度模型,以提升配电系统运营商的运营经济性及储能的利用率。仿真结果证明了所提策略的有效性。     

交直流混联系统一体化日前现货市场优化出清方法

随着电力现货市场建设的推进,可控高压输电技术具备通过市场主导的能量管理方式实现对系统资源进行优化配置的能力。文中基于Benders分解方法对交直流混联系统的交流潮流安全约束机组组合（SCUC）优化调度问题进行求解。将直流系统的运行模式等效为虚拟电机对（VM）模型以跟踪市场运行参数变化进行基于安全约束经济调度（SCED）的市场出清,并建立了考虑偏差控制、直流系统过网网损和转运费的优化调度SCUC和市场出清SCED的协调模型,提出了考虑静态安全校核的交直流混联系统在电力现货市场环境下一体化协调出清的方法。通过基于电压源换流器的高压直流系统直接参与批发市场的出清应用为例,验证了市场出清模型和方法的有效性。     

区域电力市场中的分区备用模型

分区备用可以保证区域电力市场安全经济运行。将区域电价有关概念推广到区域备用市场;建立两层模型,该模型考虑了地区间联络线传输容量约束、各地区最小备用容量需求和总备用需求等约束;模型的求解不仅可以得到区域备用价格,而且可得到故障情况下合理的调度方案;提出了基于调度方案形成各地区对备用的利用系数,基于利用系数对备用费用进行分摊的方法,为备用费用分摊这个难点问题提供了新的思路。通过算例验证了模型的有效性和可行性。     

考虑可调控负荷和储能的区域互联备用优化模型

跨区互联能有效促进清洁能源消纳,但跨区互联会对区域内部机组备用及线路传输裕度产生影响,进而给电网安全稳定运行带来挑战。随着泛在电力物联网建设进程的推进,用户侧负荷需求响应不断深入,且分布式发电、储能技术也迅速发展,为解决区域互联备用问题提供了更多有效方式。同时,随着泛在电力物联网下电网结构的复杂化,传统集中式算法面临信息存储、数据交换、信息保护方面的问题。基于分布式算法,针对储能和可调控负荷参与下的跨区互联协同调度问题进行了研究。首先,建立了考虑风光火储和可调控负荷的多区域调度场景。然后,以多区域系统总运行成本最小为目标函数,考虑不确定性下的鲁棒等价约束,由此建立多区域优化调度模型,并采用分布式算法进行求解。最后,通过算例分析验证了鲁棒等价约束的有效性及储能系统和可调控负荷对缓解机组备用压力的有效性。     

美国稀缺定价机制及对我国现货市场建设的启示

电力市场中合理的市场价格信号可以激励发电投资、保证发电容量充裕度,对电力市场长期高效、安全稳定的运行有着重要的作用。美国能量市场与辅助服务市场普遍引入了基于备用需求曲线的稀缺定价机制,从而反映电力市场运行中电能量和备用的稀缺信号。对比分析美国纽约州、加州、PJM和德州电力市场区域的稀缺定价机制,包括备用需求曲线的类型、出清方式和结算机制。最后,结合当前国内电力体制改革现状,对我国电力市场发展初期的发电成本回收机制方面提出了可行建议。     

复杂市场环境下区域电网安全校核机制架构设计

安全校核是保障区域电网安全运行和区域内电力市场正常运营的重要技术环节。当前区域电网范围内已呈现电力现货试点省与非试点省并存、省间交易电量与计划电量交织的复杂形态,倒逼电网运行组织者必须创新提出与之相适应的安全校核机制。首先总结分析国外典型单一市场形态下电力市场出清和跨市场/跨国电力交易的电网安全校核机制架构及其借鉴意义,揭示中国复杂市场环境下区域电网安全校核的现实基础、特殊约束与需求,在此基础上设计了与中国近期电力市场形态、现行电力调度管理体制、区域电网结构等相适应的跨省跨区电力中长期交易、区内各省日前市场预出清发电计划和非现货试点省日前发电计划的安全校核机制架构。对于跨省跨区电力中长期交易,提出了基于跨区交易电力曲线典型场景集的电力校核方法和提高安全校核频次的安全校核机制改进方案;针对构建区内日前发电计划安全校核机制,提出了适应复杂市场环境的3种可选择方案,在对比分析三者特点的基础上,给出了方案实施路径建议。     

互联电网共享运行备用可靠性评估

提出了互联电网共享运行备用可靠性评估算法和指标.基于能量管理系统提供的电网实时运行信息,计及区域联络线约束、在线机组状态、网损、负荷波动等随机因素对运行备用可靠性的影响,将分区评估与全网评估相结合,评估了各子区域对全网可靠性的影响.华东电网的评估算例表明,该算法可以定量评估实时系统各子区域对维持全网可靠运行所作出的贡献,为共享备用分摊计算提供依据.