Unbundling of transmission and ancillary services. I. Technicalissues

This paper presents derivations of basic formulae for computing the contributions of each economic transaction to the network power flows throughout the system in steady-state operation of interconnected electric power systems. It is shown that the net system power imbalance caused by each transaction can be obtained as a function of all transactions present on the system. In addition, formulae are proposed for calculating the contributions of every ancillary generation unit to each transaction. This generation is needed to balance the system in response to economic transactions. Formulae supporting this are based on reformulating the load flow problem in terms of distributed slack bus     

多售电主体点对点交易模式及其动态过网费机制

随着售电侧的放开,分布式发电与售电公司一同竞争形成多售电主体交易市场.现有交易模式存在过网费统一定价难以公平应对不同交易对电网运行成本的影响、集中式交易难以高效且经济地处理大量分布式交易等诸多弊端,因而建立合理的交易模式尤为重要.为此,文中探讨了动态过网费机制下多售电主体点对点交易模式.针对点对点交易小量、高频特性,建立基于灵敏度系数的动态过网费min-max问题并求解.利用连续双向拍卖的匹配机理,考虑售电主体提供的普遍-定制服务,提出计及动态过网费的2次连续双向拍卖多轮交易机制.多轮交易中,针对每一轮交易提出实时滚动的网络校核方法.考虑交易双方心理行为,提出改进型失望-后悔规避理论进行报价更新.仿真结果表明,所提动态过网费机制能够针对每笔交易特性更加合理地分摊电网运行成本,且设计的点对点交易机制可安全、经济、高效地实现计及动态过网费的多边竞价交易.     

边际出清机制下区域发电权交易网损补偿方法

基于电力库模式的区域发电权交易,采用统一边际出清的市场定价方式,对促进发电权交易市场的形成和发展具有重要意义,但是在边际出清机制下的发电权交易不能明确交易的匹配对象,不利于输电费用和网损补偿责任的界定。为解决该问题,提出了边际出清机制下的区域发电权交易网损补偿方法。首先,建立年度（或月度）区域发电权交易边际出清模型;然...     

适用于双边交易的一种基于灵敏度的网损分摊方法

在电力市场下网损分摊问题的处理方法中,灵敏度方法由于具有经济导向作用,受到了普遍关注.但其分摊结果中常常出现一些交易承担负值网损份额的情况,这是不公平的.因为如果没有其他交易,任一交易都必定承担正值网损,所有交易既然在使用电力网络的过程中都生成了网损,应该让它们一起承担系统网损,即平均分摊到正值的网损份额.在此基础上,作者提出了一种适用于双边交易的使用线路网损灵敏度分摊网损的损耗分摊方法.先计算得出各交易在每条线路上的线路网损灵敏度;然后以其绝对值为依据,在各交易间分摊所有线路上的网损;最后加总,得到各交易应承担的总网损份额.以IEEE2机14节点系统的11个双边交易为例,通过对算例系统的计算、分析及比较,验证了所提算法在依据灵敏度合理分摊网损的同时,能够解决灵敏度类方法中网损份额结果存在负值的问题.     

Allocation of transmission losses to bilateral contracts in acompetitive environment

Under open access, market driven transactions have become the new independent decision variables defining the behavior of the power system. Understanding the impact of bilateral transactions on system losses is important to be able to allocate a loss component to each individual transaction and improve economic efficiency. The theory presented here is based on the argument that it is always possible to compute the exact loss allocation corresponding to an infinitesimal bilateral transaction. This leads to a set of governing differential equations whose solution yields the loss allocation for contracts of any size. Several examples illustrate the properties of both the proposed allocation equations and other methods, the dependence of the proposed solution on the path of integration, and a number of implementation issues     

基于Shapley值的网损分摊新方法

介绍了目前网损分摊方法的研究现状，提出了一种基于Shapley值的网损分摊新方法，这种方法根据每个交易加入交易联盟后给交易联盟带来的边际网损大小来分摊网损，该网损分摊方法平等地对待所有可能的交易加入次序，并且考虑了所有可能存在的包含该交易在内的交易联盟，因此能够被各市场成员视为公平，另外，这种网损分摊方法能保证收支完全平衡，并且能够向各交易提供适当的经济激励信号，促进电力负荷的合理分布，从而降低系统的总网损，数值算例结果表明，基于Shapley值的网损分摊方法是公平，有效的。     

应用交易－损失矩阵分摊不同运营模式下的输电损失

电力市场的建立使得市场参与者可以公开和无歧视地访问输电网络,所以如何公平、合理地向其分摊输电损失是当前电力改革的一个关键。该文提出了一种在不同运营模式下分摊输电损失的新模型。该模型基于节点导纳矩阵,直接根据系统损失方程式推导得出,不需做任何简化假设,并针对多交易体系精确地给出了各自交易的损失分摊表达式,使得系统中所有交易产生的输电损失自然分离。该模型引用了交易-损失矩阵,说明了系统中各交易间的耦合效应,同时根据联营体和双边调度的特点,给出了各交易及市场参与者的输电损失费用分摊表达式。文中最后采用IEEE5标准系统进行了仿真计算,说明了所提方法的应用。     

多区域电力联营体运行下的输电成本分配

在发电计划由电力联营体（Pool）集中调度的互联电力系统中，各区域负担的发电量及计划交换功率（SIP）水平是统一决定的。为了让联营体成员得到公平的成本回报及利益分配，有必要对不同的输电交易进行适当的输电运行成本分配。文中提出了将联营体内集中调度的计划交换功率水平分解成多个“一对一”的双边交易。双边交易的交易量及其相关的环流输电成本将用于成本回报和利益分配的计算。同时还提出了一种通过迭代多区域全交流最优潮流来解决成本分配问题的算法。最后通过一个算例来阐明该算法及其实现，并讨论系统参数如系统负荷及输电线容量变化所带来的影响。     

区域电力市场竞价交易模型与交易机制的研究(一)竞价交易模型及其机理、水电参与市场竞价的模式及电网安全校核机制

在设计区域电力市场的竞价模式和规则时,必须考虑资源优化配置与资源公平配置的有效协调,坚持做到公开、公正、公平的“三公”原则,努力实现各方利益的平衡协调,同时还要充分考虑如何保证电网的安全稳定运行,努力实现市场交易与电网调度的有效配合。基于上述理念,文中深入分析研究了影响中国区域电力市场竞价机制的因素、区域电力市场竞价的目标模式选择、区域电力市场竞价交易模型与竞价交易机理及水电参与市场竞价的模式,提出了兼顾电网调度、电网安全稳定运行与市场交易相协调的区域电力市场竞价交易模型及电网安全校核机制。     

基于交易的支路潮流和损耗分摊

在输电网开放的双边(多边)交易电力市场中，独立系统运行员(ISO)应当准确地计算各笔交易在电网的每一条支路上引起的潮流和损耗，一方面为分摊网络成本和损耗提供依据，另一方面向他们提供正确的经济信号，从而激励他们高效地使用电网和降低网损。文中提出一种基于交易的分摊支路潮流和损耗的方法(BPFA)，该方法允许各交易选择自己的网损补偿策略(比如增加发电机出力和(或)降低对用户的供电)，同时也考虑了节点注入无功功率对支路潮流和损耗的影响。以一个3机7节点的系统为例，分别用BPFA和新近报道的基于交易的支路潮流和网损分摊(TBPF)方法计算两笔转运交易在每一条支路上所引起的有功功率和有功损耗，结果表明BPFA能够反映交易对网络的实际使用程度，从而能够向市场参与者提供更为准确的经济信号，同时计算速度也比TBPF快。     

美国电力市场中的金融交易模式

介绍了在美国电力市场中,为了规避价格风险而设计的日前市场和实时市场双结算体系,以及双边交易和电力金融期货的交易结算模式,分析了其对电力市场的稳定和电力系统运行的作用,揭示了其规避风险和适应电力系统实际运行的原因,并指出,日前市场、双边交易和电力金融产品等非实时电力交易是为适应电力商品的特殊性而提出的金融交易模式。最后对我国的电力市场交易的发展提出了建议。     

电力市场中梯级水电站组合交易策略研究

电力市场中梯级水电站担负着系统调峰、备用等功能,由于梯级水电站受到丰水、枯水季节变化,自身发电效率降低,进而影响其在市场中的交易.针对梯级水电站自身入库径流随机性,汛期需要兼顾防洪、发电、航运等等不确定因素以及市场中的电价波动等等特点,提出把梯级水电站交易方式按照时间先后尺度分为上下两层,每层采用序贯决策中的Markov决策,把梯级水电站的在电力市场中的交易过程描述为多时间尺度的Markov动态决策,以构建梯级水电站在市场中交易的序贯决策模型.根据系统负荷需求与梯级自身发电容量限制,采用随机动态规划算法优化各层的交易决策变量、梯级各电站出力过程,以实现梯级水电站期望收益最大目标.实例表明该方法具有很好的实用价值.     

Enhanced techniques on sequential unit commitment with interchangetransactions

This paper presents two enhanced techniques for improving the solution optimality and computation performance of the sequential unit commitment (SC) method with interchange transactions. The conventional SC method, although often presenting superior performance over other methods, can lead to nonnear-optimal solutions in some circumstances due to the use of a local decision scheme to identify the best unit to be committed at each stage. The proposed technique, instead, uses a global-like decision scheme. It defines a small set of locally advantageous units which are individually examined globally by generating tentative commitment schedules to identify the globally best unit to commit at each stage. Studies have shown that the global-like decision scheme can effectively improve the solution optimality. Meanwhile, while an interchange transaction is incorporated with the unit commitment study, the constant transaction price often causes solution oscillation during iterations. A varying-λ technique is proposed in this paper. This technique properly models the impact of the interchange transactions on the power system hourly energy prices and, hence, successfully overcomes the oscillation problem such that the loading level of a transaction can be optimally determined similarly as for a generating unit     

双边交易模式下阻塞成本的快速分配

在电力市场环境下,输电网开放增加了系统阻塞的可能性。尤其是双边交易的大量出现,给系统调度及阻塞管理带来了困难。如何有效地消除阻塞并实现阻塞成本的快速分配成为研究的重要内容之一。作者提出了系统阻塞成本对双边交易功率的灵敏度的概念,并将灵敏度用解析表达,通过灵敏度与交易功率的乘积可方便地确定双边交易的阻塞成本,其计算速度与双边交易的数量及阻塞线路的数量无关。此外,通过在即时信息系统中发布灵敏度,可以使市场参与者及时了解系统运行状况,及时调整下一步的交易计划,有利于系统的短期优化运行。     

配电网安全导向的分布式资源P2P区块链交易机制研究

配电网中分布式可再生能源的持续增加以及以区块链为代表的分布式记账技术的快速发展,为配电网展开去中心化的点对点(P2P)交易提供了发展动力和技术支持,然而持续增多的分散P2P交易可能导致节点电压越限、系统网损增加等问题.为此提出一种以配电网安全为导向的分布式资源P2P交易机制.首先,基于配电网节点电压和系统网损的线性化推导,提出一种P2P交易对于配电网安全影响的灵敏度模型,从而将传统高低价匹配的交易撮合策略修正为以配电网安全为导向的P2P交易策略;然后,基于以太坊平台运算能力的限制提出具有简单运算特性的去中心化的交易机制,并设计了相关智能合约.算例分析表明,所提出的以配电网安全为导向的P2P交易机制,可以在交易撮合过程中有效反映P2P交易对配电网运行的影响,能够根据电网安全裕度水平优化交易次序,撮合更多有利于配电网安全运行和降低网损的交易达成,并且交易模型复杂度低,可以实现链上求解,不需要链下配置优化软件,避免了隐私泄露.     

基于合作对策论的电力交易计划

本文介绍了一种基于对策论进行电力交易计划分析的方法。该方法能够实现在满足交易参与者各自利益的同时,使整个系统的运行达到最优。本文首先介绍了对策论方法和基于这种方法的电力交易模型,然后用一个简单的算例说明了该方法在电力交易计划中的应用,并分析了其特点。     

A transaction assessment method for allocation of transmissionservices

This paper presents a power flow based method for an accurate assessment of the impact of a transaction on an area/utility. The method determines, for each transaction, the following: the flowpath of the transaction (both real and reactive power components); generator reactive power support from each area/utility; and real power loss support from each area/utility. The proposed method is tested extensively on a real-life system. Results indicate that the method is very accurate in allocating the above transmission services on a transaction basis     

基于潮流变化量的解析阻塞成本分配

在开放的电力市场环境下，阻塞管理不仅关系到系统的安全稳定运行，还影响市场的有效运转。尤其是双边交易的涌现，更增加了系统调度及阻塞管理的复杂性。如何有效地消除阻塞并实现其成本的快速分配，成为研究的重要内容之一。文中提出了一种基于阻塞支路潮流变化量的阻塞成本分摊方法，该方法以双边交易对网络的影响程度为分摊依据，以灵敏度解析计算为基础，能够实现阻塞成本在多个双边交易间的快速分配。同时，可通过即时信息系统发布灵敏度，便于市场成员及时调整交易计划，优化系统运行。     

基于潮流变化量的解析阻塞成本分配

在开放的电力市场环境下，阻塞管理不仅关系到系统的安全稳定运行，还影响市场的有效运转。尤其是双边交易的涌现，更增加了系统调度及阻塞管理的复杂性。如何有效地消除阻塞并实现其成本的快速分配，成为研究的重要内容之一。文中提出了一种基于阻塞支路潮流变化量的阻塞成本分摊方法，该方法以双边交易对网络的影响程度为分摊依据，以灵敏度解析计算为基础，能够实现阻塞成本在多个双边交易间的快速分配。同时，可通过即时信息系统发布灵敏度，便于市场成员及时调整交易计划，优化系统运行。     

区块链技术下考虑风电不确定性的微网群鲁棒博弈交易模式

微网群电能交易可以提高多微网系统整体经济性,促进可再生能源消纳并缓解配电网运行压力。然而风电出力不确定性严重影响了单个微网运行调控行为,进而影响微网群电能交易的经济性和可靠性。同时,可再生能源出力不确定性和微网群规模的扩大使传统集中式交易模式在处理微网群电能交易产生的海量、复杂、实时的微网数据时,存在交易信息不透明、可靠性低等问题。因此,考虑风电出力不确定性,引入具备数据透明性和可靠性的区块链技术,提出区块链技术下的多微网电能交易两阶段鲁棒博弈竞标调度模型。首先,对区块链技术与多微网电能交易非合作博弈模型的契合度进行分析,并给出基于区块链技术的多微网电能交易架构;其次,采用两阶段可调鲁棒优化模型和非合作博弈理论构建多微网鲁棒博弈竞标调度模型;再次,采用二进制扩充法、对偶理论、大M法、列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法对该模型进行求解,得到各个微网的最优经济调度策略以及竞标策略;最后,通过算例验证了所提方法可以实现多微网系统分布式交易,提高整体经济性,并有效应对风电出力不确定性。