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。     

考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型

随着电力市场改革不断深入,研究配电侧多微网间的能量交易问题对提升区域经济性具有重要意义。为减少微网运行经济成本、促进可再生能源消纳以及降低微网大规模接入对配电网运行造成的不利影响,以相邻范围内多微网间能量交易作为研究对象,构建了基于合作博弈的区域多微网分层协调能量优化管理模型。该模型上层为管理中心统一定价,下层为各微网自治优化。下层考虑不同类型负荷的需求响应,并通过协议签订形式形成与用户间的协调运行;采用二阶锥松弛技术将含潮流约束的非凸非线性规划问题转化为可有效求解的二阶锥优化问题,并采用对偶理论、Big-M法等分解理论将原双层规划模型转化为易求解的单层规划模型。上层管理中心制定电价并与微网进行多次决策交互以获得区域多微网经济运行的均衡状态,随后基于Shapley值对区域多微网进行收益分配。最后通过算例验证了该模型对于提升微网收益、促进可再生能源消纳的有效性。     

基于Stackelberg博弈的配电网分布式光伏低碳化消纳方法

为促进配电网分布式光伏发电功率就地消纳,缓解弃光、电压越限等问题,提出了一种利用交易电价和低碳农业用电设备进行就地消纳的方法,构建了低碳化源荷协调双层优化模型。上层模型以光伏发电和农业园区方整体综合收益最大为目标,通过Stackelberg博弈模型,确定最优交易电价和各园区时移消纳功率;下层模型综合考虑低碳农业用电设备的低碳效益、配置数量等信息,以不同计量时段的最大低碳消纳效益为目标,农业园区控制就地消纳违约率,确定可时移负荷的优化控制方案和不同园区的最大低碳消纳效益。配电网仿真结果表明,采用交易电价和可时移低碳负荷消纳模型后,配电网分布式光伏就地消纳情况得到改善,弃光电量减少,电压质量得到改善,光伏发电和农业园区方综合收益均得到提升。     

计及多种分布式能源运行的配电网双层优化规划方法

在配电网分布式可再生能源(Renewable Distributed Generation, RDG)优化规划问题上,考虑可控分布式电源和可中断负荷的调度运行情况,建立RDG双层优化模型。上层模型以配电网系统电压偏移最小、网络损耗最小为目标,求解RDG接入配电网的最优位置和容量。下层模型以配电网发电综合运行成本最小为目标,求解各时段可控分布式电源和可中断负荷最优出力安排。利用场景分析方法处理多种分布式可再生能源优化中的不确定因素。为减少模型计算量,采用K-means聚类算法获取典型场景。最后,采用改进的自适应遗传算法求解,以IEEE-33节点网络系统为例对所提模型与方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够有效提高RDG优化方案在系统实际运行中的适用性。     

含微电网群的主动配电网双层联合优化调度

主动配电网下分布式能源系统的调度优化是实现经济及安全运行的重要保障,也是提高分布式能源有效利用率的重要途径。基于泛在电力互联网需求,针对含有风电、光伏和储能装置的微电网群,构建含微电网群的主动配电网双层联合调度模型,提出了一种考虑微电网群共同参与主动电网运行的双层联合调度模式,实现双层优化:上层模型以配电网为研究对象,优化目标为提高电能质量、减少线损;下层模型以微电网为研究对象,优化目标为微电网运行成本最低。应用遗传算法求解上层优化模型,应用混合整数线性规划求解下层优化模型。以调整后的IEEE-33节点配电网系统为例,进行相应仿真实验,从而验证其应用在含微电网群的主动配电网优化领域的合理性与有效性。     

市场环境下基于随机规划的主动配电网运行交易二层优化模型

随着主动配电网技术和需求侧响应的大力发展,主动配电网能更主动地参与电力市场交易,影响输电网的运行。当主动配电网容量足够大时,其可作为大用户购电或供电商参与市场,通过有策略地竞价影响市场的出清结果。该文研究了主动配电网充分利用内部灵活可控负荷和分布式电源,作为市场主体有策略地参与日前市场,并基于随机规划建立了二层优化的竞价模型。其中上层模型以主动配电网收益最大为目标,提出了主动配电网安全运行模型,考虑其容量和电压安全约束;下层模型以社会效益最大为目标,考虑输电网运行及电力市场清算,并通过基于场景集的随机规划模型考虑了参与市场竞争者竞价的不确定性。上层模型通过市场竞价决策传递给下层模型影响日前市场出清,下层模型通过反馈市场出清价格给上层模型影响主动配电网内部运行决策。基于互补理论和线性化技术将二层规划模型最终转换为单层的混合整数线性规划模型进行求解。算例分析验证了文中所提模型的正确性和有效性。     

主动配电网中分布式电源优化配置

主动配电网规划将主动管理模式与配电网规划、控制及运行相结合,在分布式电源优化配置阶段,充分考虑通过主动管理控制配电网运行。首先建立双层分布式电源规划模型,上层规划以主动配电网运营商年收益最大为目标,下层规划通过主动管理使分布式电源有功出力切除量最小;然后,为计及负荷及分布式电源出力的时序特性,分析了不同类型负荷及分布式电源在典型场景下的日曲线,并且引入分时电价机制来反映主动配电网需求侧特性;再采利用改进粒子群算法求解上层规划模型,采用原对偶内点法对下层规划模型求解;最后以IEEE-33节点配电网作为算例,验证了所提模型的合理性和算法的有效性。     

基于不同利益主体协调优化的主动配电网日前-实时能量管理方法

多市场利益主体之间的复杂博弈,以及高渗透率可再生能源出力的不确定性对配电网规划运行带来巨大的挑战.首先,针对分属于不同利益主体的配电网和微电网,构建双层分布式优化模型,上层模型和下层模型分别解决配电网和微电网的运行优化问题.此外,为适应可再生能源出力的不确定性,基于双层模型的调度框架采用日前–实时两阶段随机优化方法,并...     

电力市场环境下分布式电源与储能协同规划

主动配电网参与电力市场将对其运行策略产生影响,进而影响配电网内分布式资源的规划.针对电力市场环境下的分布式资源规划问题,该文建立了配置主动配电网内部分布式资源的双层规划模型,其中上层模型以配电网年综合收益最大为目标,优化规划分布式资源的容量;下层模型以社会效益最大为目标,完成日前电力市场的出清.接着,通过强对偶理论和K...     

计及信誉值和电气距离的分布式电能交易区块链模型

多微电网间分布式交易可促进新能源的消纳,提高配电网运行的安全性。然而其个体趋利性强和出力不确定性等问题可能使交易主体发生严重违约行为,影响分布式电能交易的经济性。因此,提出计及信誉值和电气距离的多微电网分布式电能交易区块链模型。首先,针对分布式电能交易中存在的违约行为,提出基于合约完成率的信誉值评估模型,并结合其报价信息调整购售电主体的交易次序。其次,为促进交易主体选择就近交易和提高交易效率,在智能合约中设计了计及电气距离的交易撮合机制,并提出根据市场进程和自身信誉情况的报价更新策略。再次,为实现配电网运行的安全性,在交易撮合过程中引入了实时动态网络安全校核方法。最后,基于Matlab和IDE-Remix平台对智能合约进行仿真分析,算例结果证明了所提分布式交易机制的合理性和有效性。     

面向综合能源交易的新型城镇分层市场架构和出清算法

随着中国城镇化水平的不断提高,分布式能源被认为是实现能源结构清洁化转型的重要途径,在中国城镇化进程中得到了迅猛的发展.文中从开展分布式能源市场化交易的角度出发,以就近消纳为原则,提出了分层市场架构,实现分散的局域交易与传统集中式批发交易的有效衔接,以提高分布式能源的市场化利用率和运营商收益.考虑到用户对能源形式需求的多...     

基于交互能源机制的产消者能量管理方法

光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

局域能源市场多产消者P2P交易框架设计

随着局域能源市场中分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,具有电能生产/消费行为的产消者得到了广泛关注与研究。在此背景下,为提高小规模能源在局域能源市场中的就地消纳能力,设计了一种面向局域能源市场中多产消者的点对点(P2P)日前市场交易框架。在局域能源市场建立了P2P市场交易平台,并对产消者的基本特征进行了归纳分析,提出了典型的产消者组合类型;在产消者层面,采用供给函数均衡模型对产消者竞价行为进行建模,确立了含多产消者的P2P交易平台参与局域能源市场交易;采用连续双边拍卖机制对产消者之间进行P2P匹配,并确定交易过程中的拍卖价格和交易价格。最后,通过算例验证了所提P2P交易框架的有效性。     

城市高压配电网负荷转供辅助决策关键技术与系统

城市电网灵活性不足是造成系统调峰与输电阻塞问题的根本原因,为解决这一问题,提出了一种考虑城市高压配电网负荷转供及储能充放电策略的协同优化策略,并开发了一套可实现高压配电网灵活运行调度的在线辅助决策系统。通过分析城市高压配电网的拓扑特点,在其变电单元简化拓扑建模的基础上,分别以最小化220 kV输电网运行成本和110 kV高压配电网负荷削减成本为上、下层目标,建立时序双层优化模型,通过上下层模型的不断交替迭代,实现对高压配电网拓扑状态及储能运行状态的求解;基于高压配电网标准化站内接线的电气拓扑聚合通用方法,开发了一套可满足高压配电网灵活调度的运行控制与决策支持系统,以实现城市高压配电系统分布式新能源和储能广泛发展的运行方式优化以及调峰与负荷转供策略制定。最后,以某地区电网为例进行方法建模和实用性分析,测试并验证了所提方法的可行性与应用前景。     

计及碳市场和绿证市场的配电网投资效益动态评估

随着碳排放权交易机制和绿证交易机制的持续完善,配电网投资效益评估需综合考虑电力市场与碳市场及绿证市场间的交互影响。建立电-碳-绿证市场协同运营架构,剖析碳市场、绿证市场对配电网投资决策的因果反馈关系。从发购电、碳排放权交易、绿证交易、可再生能源消纳责任权重和投资效益5个层面搭建系统动力学子模块,提出计及碳市场和绿证市场耦合关系的配电网投资效益动态评估模型。算例仿真结果表明,所提模型在提高配电网投资效益的同时可减少碳排放以及提高可再生能源消纳责任权重。     

基于不确定二层规划模型的主动配电网故障恢复方法

针对含分布式风力和光伏发电并网的主动配电网故障恢复问题,采用不确定二层规划理论建立计及新能源出力不确定性的主动配电网故障恢复模型。所建立的模型以开关状态改变为上层控制变量,以置信度形式的故障恢复综合满意度指标为上层决策者的目标。以故障恢复后的配电网能量调度方案为下层决策变量,以置信度形式的主动配电网综合运行成本为下层决策者的目标。基于博弈论方法并采取混沌粒子群算法分别设计上层优化和下层优化的求解过程,得到配电网故障恢复方案。最后通过一个算例验证了该方法的正确性和有效性。     

电力市场日前交易计划的分布式协同算法

将电力市场中各交易中心的计算机系统看做一个分布式计算平台,提出了一种基于分布式协同计算的电力市场日前交易计划算法。介绍了电力市场日前交易计划计算的数学模型及求解该模型的分布式协同算法：先由基层交易中心完成区域内交易预计划;然后上级交易中心协调各基层交易中心通过迭代计算完成区域间交易计划,在交易计算的同时完成全系统的电网安全校核;最后由基层交易中心在区域间交易计划的基础上形成最终的区域内交易计划。该算法兼顾了交易优化计算与安全校核计算,仿真算例结果表明这种分布式协同算法是有效的。     

考虑隐私保护和去中心化的分布式能源交易模式研究

为了缓解配电网分布式能源交易市场存在的计算压力大、个人隐私难以保护和抗干扰能力弱等问题,设计了一个考虑隐私保护和去中心化的分布式能源交易模式。首先,以社会福利最大化为目标构建了一个集中式的统一优化模型。然后,基于梯度上升和对偶分解方法对集中式模型进行分解,得到了相应的分布式的优化模型。进一步采用扩散策略,提出了一种基于组合适应的共识算法,旨在不引入市场组织者的情况下,仅通过主体间传递交易电价和供需不平衡电量等部分信息来实现市场的最优出清,并同时保护市场主体的个人隐私和减轻计算压力。最后,算例分析验证了该交易模式的有效性,以及在新能源出力不确定、市场主体加入退出等因素影响下的鲁棒性和可拓展性。