考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变量,根据信息间隙决策理论得到鲁棒模型中满足预期收益的变量的最大波动范围,再利用前景理论在该范围内构建一种计及决策者心理因素的竞价策略模型.以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例进行仿真分析,结果表明所提方法可提供不同预期收益目标下日径流与市场电价波动范围,并且可在该范围内根据决策者不同的风险偏好程度制定合理的申报决策与运行方案.     

考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法EI北大核心CSCD

径流和电价不确定性是梯级水电站参与电力市场面临的主要问题,中长期合约分时段签约增加了电价不确定性和分段复杂性,如何评估分段电价的不确定性风险,确定水电企业竞价策略是亟需解决的问题。该文结合云南电力市场的交易规则,提出一种考虑分时段合约的梯级水电站中期分段鲁棒优化调度方法。首先,结合差价合约结算规则,建立梯级水电站月度分时优化调度模型,确定基础收益和日电量。然后,建立基于信息间隙决策理论的分段电价分段鲁棒模型,对各个分段电价分别进行分段鲁棒优化,以各个分段电价波动幅值总和最大为目标,进行模型求解以及风险分析。最后,以澜沧江下游水电站实际资料为例,进行算例仿真,证明所提方法的有效性。     

考虑结算规则的多尺度市场耦合下梯级水电站中期运行风险分析方法

因为径流时空分布不均和不确定性,水电、火电为主的电力市场之间存在极大的不同,如何评估梯级水电参与电力交易风险是亟待解决的问题。该文结合西南某水电居主导地位的电力市场交易规则,构建了耦合月度交易和日前增量交易的梯级水电站参与市场交易的风险分析方法:采用Copula-Monte Carlo方法生成日径流和日前增量交易出清电价的组合场景,利用增强精英保留策略遗传算法计算所有场景的发电收益,获得给定置信水平下相应的条件风险价值。提出的方法综合考虑了径流、电价的不确定性,也计及了结算规则中各交易品种结算顺序和偏差考核标准,能直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例,进行结果的仿真分析,结果表明所提方法可方便地求解交易组合风险价值,与单独考虑电价和径流相比能更合理的评估收益风险价值。     

计及随机和风险因素的梯级水电调度交易优化模型和方法

我国电力市场化改革不断推进,使梯级水电如何在市场环境下安排出力计划、合理组织参与各类交易及风险评估成为亟需解决的问题。探讨了梯级水电参与电力市场过程中不确定性因素带来的收益风险,构建了包含中长期调度计划和电量优化分配的决策框架。中长期调度优化年度发电计划为电量分配提供参考;电量优化分配中全面考虑电价波动性、径流随机性导致实发电量不确定性等随机变量信息,采用Va R模型度量收益风险,应用序列运算理论将多随机变量概率性序列归并为交易组合收益概率性序列,从而直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。最后以某梯级水电站为例,模拟市场交易场景,结果表明:所提方法和模型可方便地求解交易组合收益风险,计算速度和精度均满足工程应用要求。     

耦合日合同分解及日前市场竞价的梯级水电站短期鲁棒优化调度

电力现货市场环境的建立,将给梯级水电站的短期调度带来诸多挑战。考虑到日前市场电价不确定性分布难以准确获取以及日合同分解对于日前市场竞价空间的影响,提出了一种耦合日合同分解及日前市场竞价的梯级水电站短期鲁棒优化调度方法。首先,以梯级水电站总收益最大为目标,考虑梯级水电站各项短期运行约束和日电量合同分解要求,建立了确定性的水电短期优化调度模型;然后,在此基础上运用信息间隙决策理论将确定性短期优化调度模型转化为考虑电价不确定的鲁棒调度模型,使决策解在日前市场预估价格信息间隙范围内均能满足最低收益要求;再采用混合整数非线性规划方法予以求解;最后以北盘江梯级水电站为例验证所提方法的合理性和有效性。     

综合环境保护及峰谷电价的水火电短期优化调度

为了使电力市场环境中的发电侧能够实现节能环保且高收益的发电目标,对机组出力变化与分时电价波动之间的关系进行了研究,构建了一种新的水火电短期优化调度模型,该模型以实现电力市场条件下最大发电收益为目标,同时综合考虑了峰谷分时电价和环境保护成本对发电侧经济效益的影响,还考虑了梯级水电站群的蓄水量、下泄流量、机组出力等约束条件,由此得出机组的优化调度方案。针对传统优化算法难以处理高维梯级水电站优化调度多约束条件的缺陷,利用微分进化算法对此优化模型进行求解,仿真计算结果证明了该模型的合理性和算法的有效性。     

计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

在电力现货市场试点建设的背景下,如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场,提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度,考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价,以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性,并引入条件风险价值作为风险评估指标,以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标,通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后,以某梯级水电站进行模拟仿真,算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。     

电力市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

分析了电力市场环境下梯级水电站优化调度的特点,提出梯级水电站优化运行三步调度方案,针对不同阶段分别建立了面向电力市场的梯级水电站短期优化调度模型,包括总用水量相同情况下发电效益最大调度模型和总负荷一定条件下耗水量最小调度模型;对遗传算法进行了改进,提高了其收敛速度和求解精度,提出了基于混合遗传算法的模型求解方法.实例研究证明该方法科学可行,对电力市场环境下梯级水电站短期调度运行有较高的参考价值.     

考虑信息间隙决策的能源枢纽混合储能容量规划

针对电池储能等常规储能不能快速响应能源枢纽风电出力短期扰动问题,本文将混合储能引入能源枢纽当中,考虑混合储能在枢纽运行中的损耗,提出了能源枢纽日运行成本最优时的储能容量规划模型。然后基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)在风险规避策略与机会寻求策略下,建立考虑风电出力不确定性的鲁棒与机会模型,为决策者提供能源枢纽容量规划方案。最后通过算例分析,证明使用混合储能的能源枢纽对风电出力存储转化效率更高,日运行成本更少。同时基于IGDT的混合储能容量规划模型,能够为决策者提供在满足预期运行目标时风电出力最大/最小波动范围,分析风电出力不确定性与混合储能容量之间的关系,通过定量分析为不同风险偏好策略提供容量规划依据。     

双重不确定性下考虑风险偏好的风储系统日前报量策略

“两个细则”中明确指出对风电场参与市场运行进行偏差考核，市场机制下电价与风电出力的不确定性，进一步增加了风电场参与现货市场的收益风险。而信息差距决策理论(info-gap decision theory,IGDT)具有在严重不确定性背景下的优化决策能力，因此提出基于IGDT的风储联合系统日前报量决策模型。首先，立足于传统风储联合系统日前报量决策模型，在目标函数中引入了偏差惩罚项，量化日前报量决策导致的实时费用风险。其次，考虑决策者风险偏好的差异，构建了“风险规避”和“投机套利”两种风险偏好的IGDT电价不确定性描述模型。同时，利用贝塔分布描述风电出力分布特征，并采用超拉丁立方的区间采样实现决策者风险偏好在风电出力不确定性上的有效量化。最后，采用McCormick包络将原问题进行凸松弛后利用商业求解器求解。算例表明，所提出的日前报量决策模型能够满足决策者不同风险偏好的前提下，进一步提高风储系统的日前收益。     

基于信息间隙决策理论的含DG和EV的主动配电网优化运行

在电动汽车和清洁能源发电大量接入配电网的背景下,电动汽车无序充电与清洁能源出力的不确定性给配电网运行带来负面影响。首先,通过蒙特卡洛模拟生成电动汽车出行特性,以分时电价为调节手段制定有序充电控制策略,并考虑分布式发电出力的不确定性,建立基于信息间隙决策理论（information gap decision theory, IGDT）的主动配电网优化运行模型;之后,以电网侧、用户充电、环境侧总运行成本最小为目标,包含多种主动管理设备约束,并考虑决策者不同的风险偏好,分别建立机会模型与鲁棒模型,为制定调度方案提供决策依据;最后,通过改进的PG&E 69节点算例验证了IGDT模型有效性。     

基于混合随机规划/信息间隙决策理论的虚拟电厂调度优化模型

虚拟电厂(VPP)在调度过程中面临多种不确定因素,给决策和系统安全运行带来一定的困难。提出了基于混合随机规划/信息间隙决策理论(IGDT)的VPP调度优化模型,该模型针对电价概率分布描述较为准确、预测精度较高的特点,采用随机规划处理电价的不确定性;针对风光出力概率分布难以精确刻画、预测精度较低的特点,采用IGDT处理风光出力的不确定性,通过赋予风光出力偏差系数不同的权重,解决了IGDT同时处理风光出力不确定性的问题。此外,针对不确定性决策的盲目性和不同策略面临风险程度的不同,引入风险成本量化不同决策方案对应的风险。仿真结果验证了所提模型的有效性。     

基于风险偏好的梯级水电站合约电量月度分解模型研究

本文在梯级水电站历史发电特征分析的基础上,以梯级水电站收益最大为目标函数,以风险偏好因子体现调度决策者的风险偏好,建立了基于风险偏好的梯级水电站合约电量月度分解模型。通过乌江梯级水电站实例分析,验证了该模型的合理性和可行性,为水电在电力市场中竞争提供了理论依据。     

计及弃水风险的水库优化调度研究

弃水风险是水电站在运营管理中考虑的重要因素之一,在传统的水库调度中,往往是以发电量最大或发电收入最大为目标函数建立模型,虽然理论上可以得到最优解,但是由于没有考虑弃水风险的存在,故这些目标函数在实际情况中不太适用。因此,本文首先通过流域历史径流资料统计计算时段可能弃水量,然后通过水量平衡方程由时段可能弃水量推算时段实际弃水量,最终在满足一定水电站弃水风险的条件下求解梯级水电站年最大发电量。本文以乌溪江流域梯级水电站为工程背景,以考虑弃水风险模型和不考虑弃水风险模型进行对比,最终计算结果表明模型可以给出具有较好风险收益的调度决策方案。     

流域梯级水电站中长期调度与跨价区交易组合双层优化模型

随着我国新一轮电改不断推进,流域梯级水电参与电力市场成为大势所趋。如何在市场环境下安排梯级水电出力计划、合理组织参与各类交易,促进水电大范围消纳成为亟需解决的问题。该文探讨了梯级水电参与现货市场及合约市场的交易框架,并对现货交易及跨价区合约交易面临的风险聚焦分析;构建双层优化模型:上层为中长期优化调度层,根据径流和交易价格预测,及调度规律制定梯级水电站出力计划,挖掘水电效益空间;下层为电量分配风险决策层,组织各时段电量计划参与多种交易,采用多时段条件风险价值模型度量交易组合的价格风险及跨价区交易阻塞风险,寻求收益和风险的合理决策。最后,以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例,模拟市场交易场景验证所提模型和方法的有效性,为梯级水电站参与电力市场调度决策和风险评估提供参考。     

考虑风电出力和电价不确定性的水风联合现货市场竞价策略

以风电为代表的新能源参与现货市场已是大势所趋,但出力不确定性导致其市场竞争力较弱,电价不确定性进一步增大了其承担的收益风险。联合具有灵活调节能力的水电是有效的解决途径,而制定符合决策者风险意愿的竞价策略则是其中亟需解决的关键问题。为此,从价格接受者角度提出了水电联合风电参与现货市场的竞价模型,模型中采用笛卡尔积组合后的典型场景集描述风电出力、市场电价等多种不确定性,采用条件风险价值衡量不确定性导致的市场风险并以风险因子作为决策者风险偏好纳入决策过程。模型中的非线性函数,通过引进0/1整数变量将其转换为混合整数线性规划模型予以求解。以中国西南某省梯级水电站和风电站为背景验证模型的有效性,进一步分析了风险偏好对竞价决策的影响。     

考虑风电置信区间的水风火短期优化调度方法

风电出力的不确定性影响电网的稳定运行,大规模风电并网后“弃风”问题突出。为了充分考虑风电出力的不确定性,本文提出基于风电置信区间的风-水-火短期联合调度运行方法。利用梯级水电站启停灵活、爬坡速度快等优点平抑风电出力波动,构建了发电成本最小与清洁能源消纳最大的多目标优化调度模型。基于分层求解思想,将模型分为风电运行层、水电调度层与火电调度层,并提出了集成非参数法、启发式算法与改进的粒子群算法的总体求解框架,实现了模型的快速求解。某区域电网短期调度模拟运行结果表明,所提方法求解速度快,仅需83.5 s,在满足电力系统安全稳定运行约束与清洁能源消纳最大的前提下,水电、风电多发45.56万kWh,煤耗成本减少23.33万元。     

电力市场环境下梯级水电站中长期调度与检修计划双层优化模型

电力市场环境下,为降低梯级水电站检修计划对运营收益的影响,建立了中长期调度和检修计划双层优化模型。中长期调度为外层优化,根据径流和价格预测进行决策,应用遗传算法优化各时段梯级水电站出力,搜寻最优效益空间。检修计划为内层优化,重点考虑了梯级上、下游水电站水力、电力耦合关系对检修计划的影响,以满足实际运行需求;以中长期调度优化中间结果为边界条件,以检修损失最小为优化目标,包括检修收益损失和停运风险损失,并将检修损失与中长期发电收益归并为总收益,作为遗传算法适应度函数,从而实现中长期发电计划和检修计划的联合优化。最后,以某"1库3梯级"水电系统为例进行仿真分析,结果表明:所建双层优化模型结构清晰,实用性较强。     

基于Delta模型的水电厂短期金融风险评估

评估因径流和电价的不确定性带来的风险,是水电厂在参与电力市场竞争必须考虑的一个重要问题.考虑影响水电厂收益的各种风险,主要包括水电厂参与竞价的电价风险和由于季节等因素引起的电量不确定性风险及它们之间的相关性,提出了计算电力市场VaR的方差-协方差参数法模型并结合具体实例对水电厂的收益进行了短期金融风险评估.分析结果表明,方差-协方差参数法能较好预测第二天竞价机组的清除电价,为水电厂更准确地降低收益风险值打好基础.     

基于Delta模型的水电厂短期金融风险评估

评估因径流和电价的不确定性带来的风险,是水电厂在参与电力市场竞争必须考虑的一个重要问题。考虑影响水电厂收益的各种风险,主要包括水电厂参与竞价的电价风险和由于季节等因素引起的电量不确定性风险及它们之间的相关性,提出了计算电力市场VaR的方差-协方差参数法模型并结合具体实例对水电厂的收益进行了短期金融风险评估。分析结果表明,方差-协方差参数法能较好预测第二天竞价机组的清除电价,为水电厂更准确地降低收益风险值打好基础。