有功和AGC联合电力市场调度模型及定价分析

自动发电控制(AGC)作为一种主要用于有功调频和实时电力电量平衡的负荷备用容量,与有功电能交易的耦合性较强,在系统运行出现波动时,AGC容量的确定直接关系到电能市场的价格波动.为了防止在线机组事后(即在实时调度中需要AGC时)通过滞留容量来牟取暴利,电力市场环境下如何考虑有功和AGC联合电力市场的协调运作问题是一个值得研究的课题.文中对此进行了讨论,首先建立了有功和AGC协调运作的联合市场调度模型,使得购买有功和AGC容量的费用最小;然后重点就联合优化下的AGC机组进行了定价分析,特别针对其机会成本和滞留容量等问题进行了讨论,得到了一些有益的结论.最后,通过算例仿真说明了所建模型的基本特征.     

电力市场环境下考虑系统可靠性的备用调度

电力系统的可靠性与备用辅助服务紧密相关,旋转备用是备用辅助服务的重要组成部分。以旋转备用的需求为例,以系统旋转备用的社会效益最大来确定最优备用容量。在竞价出清的模型中加入了可靠性约束,使得备用容量在满足安全性要求的基础上达到了最优的经济性。文中采用启发式算法求解,给出了算例及结果,而且还分析了对可靠性水平影响的一些因素。     

电力市场环境下考虑系统可靠性的备用调度

电力系统的可靠性与备用辅助服务紧密相关,旋转备用是备用辅助服务的重要组成部分.以旋转备用的需求为例,以系统旋转备用的社会效益最大来确定最优备用容量.在竞价出清的模型中加入了可靠性约束,使得备用容量在满足安全性要求的基础上达到了最优的经济性.文中采用启发式算法求解,给出了算例及结果,而且还分析了对可靠性水平影响的一些因素.     

CPS标准下AGC机组动态优化调度的改进模型

为克服常规自动发电控制(AGC)滞后控制的问题,提升互联电网对控制性能标准(CPS)的适应性,现有研究提出了AGC动态优化调度模型,但存在未考虑网络安全约束和有功损耗影响等问题。通过在原模型中增加考虑有功损耗的影响,引入支路及断面潮流安全约束,修正AGC辅助服务费用目标,并增加发电单位合同电量完成率的新目标,提出了AGC机组优化调度的改进模型。用修正的IEEE14节点系统验证所提改进模型的有效性,并讨论模型中CPS1指标作为优化目标和(或)约束条件的物理意义及其影响。     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性。旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注。该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型。文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性。     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性.旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注.该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型.文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性.     

计及辅助服务的发电市场日交易计划的研究

针对电能市场和辅助服务市场并存的发展趋势，提出一种同时考虑电能和AGC及旋转备用两项辅助服务的综合竞价模型。在模型及求解中考虑了机组调节速率、AGC、旋转备用和合同电量等多项约束条件，具体求解时分两步进行，先采用改进优先顺序法确定机组组合方案，然后采用网络流规划中的原始对偶法在入选机组中进行电能和辅助服务综合竞价，得出发电市场次日交易计划各时段各种服务的电价及分配方案。最后通过一个算例，将这种方法与独立竞价法所得的结果进行了比较，可以看出这种方法在完成各种服务竞价的同时，更能节省购电费用。     

含高比例风电系统随机备用调度研究

高比例风电并网对电力系统备用容量调节能力提出极大的挑战。为弥补风电场计划出力与实际出力之间的偏差，电力调度须额外预留上、下旋转备用容量。利用随机机会约束优化理论，计及违反安全约束风险，提出了一种考虑风电出力不确定性与自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组出力特性的日前随机备用调度模型。首先，基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chains Monte Carlo,MCMC)法生成风电出力场景，并利用违反机会约束的概率及置信参数自动确定所需生成场景数量。其次，全面考虑了AGC机组备用出力特性及运行约束，并将备用成本纳入目标函数，可同时得到常规机组最优出力计划与AGC机组备用容量的最优分配系数。最后，将所构造的随机备用调度模型等效为半定规划(semidefiniteprogramming,SDP)问题进行直接求解。通过IEEE 30节点系统进行算例分析，验证了所构造的随机备用调度模型的有效性。     

电力市场辅助服务的综合竞价模型研究

在基于电力市场辅助服务模式的基础上,提出一种新的电力市场辅助服务的综合竞价模型,该竞价模型可以同时考虑电能和AGC以及旋转备用等多项辅助服务功能.实例计算表明,该竞价模型是可行的.     

不确定多市场环境下基于序列运算的发电商容量分配策略

在多元化的电力市场中,发电商面临的关键问题是如何在合约交易、日前交易、辅助服务交易的竞争市场中分配有限的发电容量,从而获得最大效益。作者提出了不确定市场环境下发电商的一种容量分配方法,该方法应用序列运算理论(SOT)描述了不完全竞争的市场模型;引入经济学的效用函数来描述不同决策方案的效益;选择效益最大的方案作为有限发电容量的最优分配方案。以IEEE RTS为例,具体分析了发电商在合约市场、日前有功市场、旋转备用市场的容量分配问题。仿真结果表明所提出的方法能够合理地确定发电商的最优容量分配方案。     

考虑双重市场的含风电电力系统双层随机优化调度

风电与负荷的不确定性影响经济调度中机组出力及其承担的旋转备用。考虑机组同时参与能量市场和旋转备用市场,且双重市场具有一定的主辅特性,建立了电力系统双层随机优化调度模型。以系统发电成本最小为上层目标,增加风电利用率及其实现概率作为约束,优化机组有功功率及风电计划出力;对于受不确定性因素影响呈现为随机量的失负荷和弃风损失函数分别求取其条件风险价值CVa R,并与旋转备用成本最小为下层目标,优化配置旋转备用容量。将上、下层模型中的机会概率约束和条件风险价值线性化,便于CPLEX求解器求解。算例表明,双层随机方法能有效解决不同风电利用率、失负荷损失和弃风损失置信水平下的备用需求变化;双层随机方法相对单层随机方法能获得较优的经济效果。     

区域互联电网电能量与备用辅助服务联合优化模型研究

电能量市场与备用辅助服务市场联合优化能够在满足系统安全运行约束的前提下实现经济效益最优,是国外典型电力现货市场运行的最佳实践。在我国现行的"分层分区"电力调度管理体制下,电网安全与备用容量管理在区域、省级调度中心之间各有权责,存在全系统及各分区的备用需求容量配置、分区间备用的有效调度等问题,不能直接照搬国外的电能量与备用联合出清机制与模型。分析了我国区域互联电网条件下的电能量与备用辅助服务联合优化市场模式,提出了计及多因素的系统及各分区的备用需求容量设置方法,分别构建了单区域、多区域互联两种情形下的联合优化出清数学模型。最后,基于三区域IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了所提分区备用需求容量配置方法及区域电网联合优化出清数学模型可充分考虑区域间运行约束对预留备用容量有效性的影响,从而极大提升系统运行的可靠性。     

考虑间歇式电源与储能的随机柔性优化调度方法

分析和测算了间歇式电源的自动发电控制(AGC)容量求,运用拉丁超立方抽样生成风电场景并进行削减,基于马尔可夫链对系统N-1故障的不确定性概率进行预测。在此基础上,兼顾机组组合、机组功率分配以及AGC与备用容量分层协调优化配置等问题,建立了考虑间歇式电源与储能的随机柔性优化调度模型。所提方法与模型综合考虑了系统N-1故障和间歇式电源的不确定性概率与严重性、系统AGC与备用容量辅助服务成本、储能系统剩余可充放电能力以及网络约束的影响。针对该模型的复杂性,将其线性化后采用商用混合整数线性规划求解器CPLEX进行求解。通过IEEE6节点和IEEE39节点系统算例验证了所提方法的有效性。     

AGC容量需求研究

自动发电控制(AGC)容量需求分析是预测AGC未来时刻所需容量的重点.也是辅助服务市场中AGC责任分配的基础,并能够为控制和减小AGC容量需求,更好地完成AGC控制任务提供依据.在相关研究成果的基础上,提出以历史负荷为依据,考察历史AGC真实需求的AGC容量需求模型,其中完整地考虑了AGC跟踪死区、AGC机组之间配合问题、备用的跟踪遗漏以及风力发电等新能源发电的自然发电波动等因素.研究表明上述几个因素所占份额较大,不容忽略.根据东北电网AGC相关历史数据,计算历史某天东北电网的真实AGC购买需求,结果表明了该模型的合理性和有效性.     

双侧开放市场中能量与备用容量的联合优化

为缓解系统中有限装机容量与一定的备用容量要求之间的矛盾,根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理而为系统提供备用容量的思想,提出一种基于最优潮流的能量和备用容量市场联合优化模型;研究在双侧开放的电力市场环境中,用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。IEEE 30节点系统算例表明,用户进入旋转备用容量市场,成为系统备用容量的新供应者,可使全系统的运营效益有较大提高,减少了系统备用容量购买支出,降低了各节点上的电价水平和系统备用价格。     

双侧开放市场中能量与备用容量的联合优化

为缓解系统中有限装机容量与一定的备用容量要求之间的矛盾，根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理而为系统提供备用容量的思想，提出一种基于最优潮流的能量和备用容量市场联合优化模型；研究在双侧开放的电力市场环境中，用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。IEEE 30节点系统算例表明，用户进入旋转备用容量市场，成为系统备用容量的新供应者，可使全系统的运营效益有较大提高，减少了系统备用容量购买支出，降低了各节点上的电价水平和系统备用价格。     

基于改进遗传算法的区域旋转备用容量的优化

在改进遗传算法的基础上,提出了区域购买旋转备用成本最小的数学模型和求解方法。模型按照备用交易“协调运作”、备用价格按区域统一边际价格结算并计及了联络线传输容量上下限、备用机组提供容量上下限、旋转备用爬坡率等约束条件。算例表明本算法能更加有效地达到或接近全局最优解,区域备用容量在优化后降低了获取的备用容量,充分体现了区域间的备用支持,优化了各地的电力资源。     

电力市场环境下含风电电力系统旋转备用优化

为保障电力系统运行的稳定性,必须对原有旋转备用做出一定优化。利用条件风险价值方法,在电力市场环境下构建了含风电电力系统的旋转备用风险-成本模型,其包含了常规机组的运行成本、排污成本、期望停电成本以及旋转备用成本。在常规约束的基础上,增加了系统上、下旋转备用容量的机会约束描述。利用蒙特卡洛模拟风电出力,在Matlab环境下利用Cplex对模型进行求解。通过仿真算例分析了不同风险水平对系统上、下旋转备用容量的影响,以及不同置信度下系统总的运行成本和CVa R值,验证了该模型的正确性。     

考虑可中断负荷的风电接入系统旋转备用双层优化方法

风电接入规模的不断扩大加大了电力系统的波动,使得电网需要配置更多的旋转备用(spinning reserve,SR)抑制电力系统波动与电网等效负荷预测偏差,传统以固定比例配置常规机组旋转备用容量的方法经济性差且未考虑系统内其他资源。考虑辅助服务市场进一步开放以及可中断负荷特性,将可中断负荷与常规机组一同参与辅助服务市场,文章提出了一种考虑可中断负荷的旋转备用双层优化方法。该方法以时间为尺度,上层优化日前协议签订的容量成本,下层优化日内实时调用成本,构建优化总期望成本的双层优化目标函数,基于序列化建模思想将系统等效负荷预测偏差离散化得出相应决策期望值,通过商用软件CPLEX求解目标函数获得各时段可中断负荷与常规机组最优备用容量。最后以新疆某地区实际运行数据进行算例分析,验证所提方法的可行性。     

电力市场中辅助服务的获取与定价

讨论了电力市场环境下辅助服务的获取与成本的分摊问题，简要介绍了国际上几个典型的电力市场中辅助服务的获取及其定价方法，在此基础上，对我国电力工业市场化后的辅助服务的获取和定价原则提出了一些看法，此外，还阐明了备用容量和主能量交易一体优化的思想以及确定备用容量的电价和电量电价的原则。