基于风电出力场景集的电力现货市场两阶段随机规划模型

随着风电装机规模不断扩大,如何增强电网对风电的消纳能力并提高电力系统优化调度的经济性成为亟待解决的问题。由于风电出力具有不确定性,现有的预测方法无法实现对风电出力较高精度的预测,因此风电接入将会给电力系统带来较多的不确定因素。采用静态场景法生成风电出力场景集,并在电力现货市场环境下,建立了基于风电出力场景集的两阶段随机规划模型,以应对风电大规模集中式并网给电力系统带来的冲击。该模型以风电出力场景集刻画风电出力在实时调度阶段的不确定性,以电力现货市场中日前市场的燃料成本与实时市场中各场景下实时调节的期望成本之和为优化目标。最后在IEEE-30节点系统进行仿真,验证了该模型的有效性。     

考虑调频需求及风光出力不确定性的储能系统参与能量-调频市场运行策略

随着新型电力系统中可再生能源渗透率的提高，储能将成为系统中的重要组成部分。研究了独立储能在现货市场下的优化运行问题，提出了一种储能以租赁或共享的形式为风电、光伏电站提供平衡服务并参与能量–调频市场的运行策略。考虑市场调频需求及风电、光伏出力的不确定性对储能系统运行策略制定的影响，基于场景随机微分法生成具有时序相关性的调频需求及风光不确定性场景集，并建立储能参与市场的两阶段随机优化模型，以验证所提出的不确定性刻画方法及储能运行策略的有效性和经济性。采用实际风电、光伏出力以及PJM市场价格、调频信号等历史数据进行仿真验证，结果表明考虑调频需求不确定性的影响能够提升制定储能运行方案的实际可执行度，同时可为风电、光伏电站提供平衡服务，从而提升储能的总收益水平。     

考虑调峰辅助服务的虚拟电厂运营模式

针对虚拟电厂(VPP)内部风光资源的不确定性给其参与调峰市场带来影响的问题,对以VPP为主体参与调峰市场开展研究.采取VPP同时参与直接电力交易市场与调峰市场的运营模式,计及风光出力不确定性的影响,提出基于条件风险价值理论的VPP日前优化运行模型;利用Shapley值法对各成员联合运行后取得的期望成本进行合理分配.算例仿真验证了所提运行策略的有效性与合理性.     

电力市场环境下风电-光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型

以风电场、光热电站、生物质锅炉等组成混合电站并参与到电力市场中,能有效提高整体的运营收益。为解决混合电站参与电力市场运行问题,从混合电站的结构及运行机理出发,提出了电力市场下风电-光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型。该模型以最大化运行利润为目标函数,考虑了混合电站参与电力市场所获收益、并网运行环境效益、弃风弃光惩罚成本、各组成部分运行维护成本、系统运行约束等因素。针对混合电站运行面临的不确定性和由此带来的风险问题,采用鲁棒优化方法处理风电功率、光热功率、负荷及电力市场价格的不确定性,并建立风险量化指标,平衡系统的鲁棒性与经济性,为混合电站运营商提供决策依据。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。     

考虑不确定性的火电发电商现货-深度调峰市场优化决策

针对电力现货市场与深度调峰市场联合运行背景下发电商电能量利润空间压缩、深度调峰功能亟待拓展等问题,提出考虑不确定性的发电商现货-深度调峰市场优化策略。基于Stackelberg博弈,构建兼顾联合市场利润和风险的发电商日前报价策略双层优化模型。在上层模型中,以发电商联合市场利润最大化为目标,对发电商分段报价进行优化;在下层模型中,考虑竞争对手报价场景的不确定性,提出电力现货-深度调峰市场联合出清模型。针对净负荷不确定性,引入波动不确定度参数,将双层模型转换为基于信息间隙决策理论的发电商现货-深度调峰市场决策模型。基于安徽省实际市场数据进行仿真验证,得到适应不同负荷场景的发电商联合市场日前报价策略,结果表明考虑不确定性的联合优化决策能够有效规避负荷不确定性带来的利润波动风险。     

非限能系统中考虑电价波动因素的随机生产模拟

针对非限能发电系统,结合电力市场下机组竞价上网的运行特点,在随机生产模拟过程中．增加了对机组容量分段报价策略以及市场清算电价MCP(Market Clearing Price)随机波动的考虑,建立了基于预测电价概率分布的随机生产模拟模型,该模型为制定符合电力市场运行规则的发电计划,燃料采购、运输、存贮计划等提供了决策参考,并将成为不同负荷水平下MCP概率分布预测精度和合理性的重要验证手段。在给出的具体算例中采用传统Baleriaux-Booth卷积、反卷积算法进行求解．算例表明该算法具有一定的应用价值。     

可再生能源消纳责任权重制下计及源荷储互动的电力市场均衡研究

由于可再生能源发电具有的不确定性与波动性,弃风弃光现象居高不下。可再生能源消纳责任权重制（renewable energy portfolio standard,RPS）试图通过规定供用电主体的消纳责任,保障可再生能源发电主体的经济运行。因此,分析RPS下电力市场中源荷储运行策略以及市场均衡状态变得尤为重要。基于电力现货市场与RPS规则,提出了用于分析RPS下电力市场中源荷储交互均衡的2阶段模型:下层模型考虑了可再生能源发电不确定性的日前现货市场出清模型和超额消纳量交易模型;上层模型中微电网基于下层模型的分时节点电价和超额消纳量交易价格,优化投资、交易、运行策略。文章使用对角化算法迭代求解上述双层均衡问题,并以IEEE 14节点为例验证模型和算法的可行性。结果表明微电网投资、运行和交易策略在RPS下发生显著改变,系统可再生能源消纳量显著提升。     

考虑源荷双重不确定性的电气互联综合能源系统分布鲁棒优化调度

针对电气互联综合能源系统中不确定因素对运行调度带来的风险问题,提出一种考虑新能源负荷双重不确定性的电气互联综合能源系统分布鲁棒优化调度模型。以系统运行总成本最小为目标函数,建立电气互联综合能源系统随机规划模型,采用矩不确定分布鲁棒优化方法(DRO-MU),构建风电出力和电力负荷的矩不确定集合,在源荷双重不确定集合下将随机规划模型转化为矩不确定分布鲁棒优化模型,通过拉格朗日对偶原理将鲁棒模型转化为确定性的半正定规划模型进行求解。仿真结果表明,与不考虑或仅考虑新能源、负荷不确定性相比,考虑源荷双重不确定性的DRO-MU模型运行成本有所增加,但方案降低了不确定性因素给系统运行带来的风险,且更加符合实际。与随机优化方法和传统鲁棒方法相比,DRO-MU方法既保证了调度策略的鲁棒性,又克服了其过于保守的问题;随着源荷矩不确定集范围的增大,系统运行成本增加,通过合理设置二者矩不确定集范围,实现系统经济性与鲁棒性的平衡。     

基于古诺模型的电力产消者鲁棒随机市场交易研究

随着用户侧分布式能源的爆发式增长,具有源荷双重属性的产消者逐渐增多,并且开始作为新兴主体参与到电力市场中。针对含产消者的寡头电力市场出清问题,提出了一种基于古诺模型的产消者市场交易模型,并进一步采用鲁棒和随机混合方法处理产消者内部可再生能源出力的不确定性,提出了产消者鲁棒随机市场交易模型。最后,在IEEE-39节点系统上验证了所提模型和方法的有效性,并对产消者的市场力进行了评估。     

基于随机模型预测控制的数据中心微电网能量优化调度研究

针对数据中心负荷的随机性和可再生能源出力的不确定性,为保证数据中心在实际运行中的稳定性和经济性,提出了一种基于随机模型预测控制的数据中心微电网能量优化调度方法。引入场景分析法描述不确定因素,以数据中心运行成本最低为目标建立优化模型,通过模型预测控制的滚动优化和反馈校正,协调系统内各设备的出力情况,减小数据中心的运行成本,并降低不确定因素对其运行产生的不良影响。以某个典型数据中心微电网系统为例进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计入发电商风险偏好的电力市场古诺均衡分析

大规模的风电并网会增加常规发电商的市场竞争风险,在此环境下,具有不同风险偏好的常规发电商会通过不同的策略性竞争行为协调其市场竞争收益和风险.针对具有风电并网发电的电力批发市场,采用均值-方差效用理论,建立了一个考虑发电商风险偏好的电力市场古诺均衡模型,并给出了其解析解.理论分析着重研究了风电出力的不确定性和常规发电商风...     

满足激励相容和平衡账户约束的发电市场最高限价机制

在不完全竞争的电力市场中,发电商往往会通过行使市场力赚取超额利润,同时也会加大系统购电成本。如果均衡价格持续接近最高限价,将会造成平衡账户严重亏空,电力市场也会面临巨大经营风险。电力市场中为了抑制发电商行使市场力,规避平衡账户亏空的风险,设置合理的最高限价尤为重要。在单一购买者的市场模式和市场清算电价(market clearing price,MCP)结算机制下,基于机制设计理论的相关原理,设定密封的动态最高限价,并提出相应的结算机制和奖惩机制。该机制满足发电商的激励相容约束和平衡账户约束,能够激励发电商按真实成本报价,并保证平衡账户资金维持在最低额度上。算例分析结果证明了该机制的正确性和有效性。     

发/供电公司市场均衡及竞价策略

在批发竞争的电力市场中,不仅发电公司要竞价上网,而且供电公司也要竞价购电。文中给出了批发竞争电力市场模式下发电商和供电商竞价模型,推导出了完全信息情况下发电商和供电商最优竞价策略的解析解,并用协同进化算法模拟了此模式下考虑功率约束时市场的运营,求得了市场均衡。通过算例说明了所提出算法的有效性,其结果表明市场均衡状态下发／供电公司竞价策略即为它们的最优报价策略。     

电力市场均衡模型述评

传统的电力系统运行模型缺乏对参与者市场行为的考虑,不适应于新的市场环境,需要结合市场的竞争性研究电力市场的建模问题.对电力市场均衡模型在国内外研究的进展进行了较为全面的总结.对两类常用的电力市场模型Cournot模型和供给函数均衡模型,从应用领域到求解方法进行了评述.总结了两类模型在分析市场不完善性、市场仿真以及风险分析等方面取得的成果,指出了均衡模型存在的缺陷和改进的方法,充分考虑发电公司的市场行为,提高假设条件的准确性和模型的实用性.     

基于最大熵原理的旋转备用方案风险评估

电力市场环境下,市场成员成为各自独立的经济实体,各方存在的不确定性因素均可能导致系统旋转备用方案的经济效益与预期值产生误差。分析了提供旋转备用机组的运行状态的发生概率和各状态下旋转备用方案的收益,建立了基于最大熵原理的旋转备用方案的风险评估模型,并利用2阶模拟退火粒子群算法求解模型。该模型实现了对机组运行的可靠性和经济性的综合评价。算例结果验证了该模型的有效性。     

大用户控制购电成本风险的均值–熵权组合优化模型

大用户直购电是电力大用户和发电公司直接进行双边交易的一种购电模式,其主要目标是购电成本最小化,因此需要从现货市场、长期合约市场和期权市场中进行组合优化购电,从而控制购电成本风险。考虑到风险具有不确定性,引入连续信息熵作为大用户购电组合风险度量因子,以风险最小化为控制目标,基于投资组合理论,构建大用户在3个交易市场中的购电组合优化模型,并采用Matlab编程进行求解。算例结果表明,文中的熵权组合模型具有合理性,可为确定大用户购电决策提供参考,同时也说明期权市场可以有效减少大用户的购电风险,期权价格和敲定价格对大用户购电决策的影响较大。     

碳市场背景下发电商竞价策略及电力市场均衡分析

碳市场交易提高了传统化石能源机组的发电成本,进而影响其在电力市场的竞价行为,电力市场均衡也随之发生改变。文章针对碳市场背景下的电力市场均衡问题建立了双层均衡模型,上层模型为考虑碳成本的发电商最优竞价模型,下层模型为考虑碳配额总量约束的电力市场出清模型,通过最优性条件理论以及二进制展开法、大M法等线性化手段将双层模型转化为混合整数线性规划,基于PJM 5节点系统,求解了多市场环境下有无碳市场的电力市场均衡,分析了碳市场对电力市场均衡状态的影响;同时,基于碳配额总量对电力市场均衡的灵敏度分析发现碳配额总量需适度收紧才能最大程度实现电力低碳减排作用。     

单边电力市场中价格调控机制及其模拟

目前,我国电力市场模式是暂不包括用户侧市场的单边电力市场,市场中的发电商会利用各自的市场力来抬高电价,获取超额利润,而发电侧市场中过高的电价常常会导致电力公司经营困难,进而导致整个电力市场的崩溃.文中基于经济学中的社会效益理论,提出了一种应用于单边电力市场的价格控制模型来控制市场电价,以确保市场平稳高效地运行.为了检验所提出的价格控制模型的有效性,采用协同进化算法对发电市场的运营进行了模拟,模拟结果表明所提出的价格控制模型行之有效.     

基于均衡原则的实时电力市场模拟与等报价方法

文中对电力市场的均衡进行了详细的描述,说明均衡是电力市场运作的最佳状态.分析了网络损耗和阻塞对电力市场均衡的影响,建立了考虑网损和阻塞情况下的电力市场均衡模型,最后说明等报价方法也是完全可以用来求解此均衡模型的.通过一个实际系统来对所描述的电力市场均衡进行模拟,结果表明文中所提出的实时电力市场均衡状态是实际可行的.     

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.