可再生能源消纳责任权重制下电力市场优化决策模型

可再生能源消纳责任权重制与电力现货市场建设并行推进,实际消纳可再生能源电力将成为电力用户完成考核要求的主要完成方式,并且可再生能源电力也将逐步进入电力现货市场参与交易.基于以上框架建立了可再生能源消纳责任权重制下包含可再生能源日前市场、常规能源日前市场、实时市场的双层多主体优化决策模型,通过库恩-塔克(KKT)条件、强...     

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。     

考虑可再生能源电力消纳的跨区域电源规划研究

电源规划是电力系统发展规划的重要组成部分。结合跨区域电力交易和可再生能源电力消纳机制,建立区域内多省份电源规划模型,使用遗传算法进行求解并模拟不同方案对电源新建投产的影响。结果表明:跨区域电力交易能够影响区域内各类电源新建,降低发电行业的总成本和碳排放量;可再生能源电力消纳制度能够提高可再生能源电源装机容量,但也会增加发电行业的总成本。     

可再生能源电力消纳责任权重在湖北的执行建议

文章分析了可再生能源电力消纳权重的测算方法,针对湖北省可再生能源消纳的现状,对湖北省可再生能源消纳完成情况进行了核算。在2018年可再生能源消纳的基础上,计算出2018-2020年含水可再生能源与非水可再生能源的缺口。并结合国网湖北省电力有限公司实际,提出可再生能源电力消纳责任权重执行建议。     

现货市场环境下的可再生能源消纳责任权重市场机制设计

可再生能源消纳责任权重制度与电力现货市场建设在同步推进。为协调常规电力交易品种与消纳责任权重交易品种之间的关系,实现消纳权重制度顺利执行,设计了现货市场环境下的可再生能源消纳权重市场机制。分析了现货市场背景下消纳权重制度实施的难点,从市场主体、交易品种、交易方式与周期、交易流程4个方面设计相关市场机制,创新性提出包含电网主体的超额消纳量市场设计,并通过算例分析论证包含电网主体的超额消纳量市场对促进新能源发展的积极意义。     

国内外促进可再生能源消纳的电力现货市场发展综述与思考

电力现货市场充分发挥市场在电力资源配置中的决定性作用,实现电力市场的充分竞争和电力资源的高效优化配置,反映供需双方真实价格信号。然而,可再生能源出力具有随机性和不确定性,给现货市场带来挑战,如何设计合理机制促进可再生能消纳是新一轮电改提出的重要要求。该文梳理归纳总结了当前国外成熟电力系统现货市场促进可再生能源消纳的市场机制,并介绍了我国8个试点省份现货市场建设特点和促进可再生能源消纳的相关机制。通过对比国内外现货市场发展现状,提出了未来我国现货市场建设的几个难点和挑战。在借鉴国外现货市场建设和可再生能源消纳经验的基础上,深刻把握我国电力现货市场建设的实际情况,统筹有序推进我国的电力现货市场建设。希望该文的研究成果能够为未来我国现货市场落地建设提供新思路和新见解,特别是为促进可再生能源消纳的现货市场提供研究方向。     

考虑可再生能源配额分配的电力零售市场设计

随着中国电力市场化快速推进,不同用电需求的电力用户入市交易,参与市场化交易的电力用户数量剧增.根据国家发改委可再生能源配额制文件要求,各类市场主体应承担可再生能源消纳任务.在这种发展趋势下,研究如何让售电公司在批发市场中发挥对价格波动的平抑作用,在零售市场中发挥电价调节供需关系的作用,用以解决清洁能源消纳问题,是建设多...     

电力市场环境下考虑可再生能源保障性消纳的电价风险评估

由于以风电、光伏为主的可再生能源出力的不确定性,高比例可再生能源的接入会给电力市场出清电价带来风险。基于此,以可再生能源保障性消纳作为电力市场出清模型边界,提出考虑可再生能源不确定性的市场电价风险评估方法。首先,利用基数约束子模块化场景缩减技术刻画可再生能源出力的不确定性,生成具有代表性的有限场景集合。其次,建立考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清模型并提出节点电价计算方法。然后,提出电价风险评估指标体系,从节点、区域和系统等多个层面评估可再生能源出力不确定性引发的电价风险。最后,通过改进的IEEE30节点算例系统验证所提方法的有效性。分析结果表明,所提方法能够有效评估可再生能源不确定性带来的系统电价风险以及节点电价风险,对可再生能源参与电力市场的相关研究具有一定的参考价值。     

考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

以风电、光伏、水电为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式,也广泛参与到电力市场交易之中.通过市场化机制保障并促进可再生能源消纳,已成为中国电力市场建设,尤其是现货市场建设的一项关键任务.文中将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,提出了现货市场在发生弃能时触发的出清机制.在现货市场一般性出清计算的基础...     

考虑清洁能源消纳的多边发电权交易新型模式

针对自备电厂调峰潜力未得到充分利用,以及发电权中长期双边交易既限制交易规模又容易产生交易偏差,导致清洁能源消纳困难的问题,基于中长期交易,提出考虑清洁能源消纳的多边发电权日内交易机制。在分析传统发电权交易存在的问题的基础上,制定基于多能源综合绩效的多边发电权日内交易原则,构建考虑清洁能源消纳的多边发电权日内交易模式和组织流程;针对自备燃煤、公用燃煤、水电及新能源机组运行特性,给出综合绩效定义及评价模型;以多能源机组交易后综合绩效最优为目标函数,以能源出力特征、发电计划、安全稳定为约束条件,建立多能源日内发电权交易电量优化模型。新疆地区多能源数据算例分析结果验证了所提交易模式的有效性。     

兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划

随着新能源发电占比的逐步提升,电力系统消纳新能源发电的难度和压力增大,电网的频率和电压稳定性面临巨大挑战。通过在电网中配置电池储能系统,不仅可以提升新能源的消纳能力,还可以提升系统频率和电压的支撑能力。因此,研究电池储能系统优化规划方法,考虑储能在电力系统正常运行时用于新能源消纳,在紧急情况下对频率和电压进行快速支撑,从而提高储能利用率,降低系统成本。建立了考虑新能源消纳的电池储能系统协同规划模型,可得到输电网中集中式电池储能系统和配电网中分布式电池储能系统的选址定容结果。提出了一种兼顾频率和电压支撑的电池储能系统规划方法,分别对储能位置、无功功率容量、有功功率容量和能量容量进行优化规划。综合考虑储能的多重功能,构建其支撑系统调频调压的约束,建立了兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划模型,得到电池储能系统的最终选址定容结果。基于IEEE 24节点输电网和IEEE 33节点配电网设计算例系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

The existing electricity market mechanisms designed to promote the consumption of renewable energy generation complicate network participation in market transactions owing to an unfair market competition environment, where the low cost renewable energy generation is not reflected in the high bidding price of high cost conventional energy generation. This study addresses this issue by proposing a bi-level optimization based two-stage market clearing model that considers the bidding strategies of market players, and guarantees the accommodation of renewable energy generation. The first stage implements a dual-market clearing mechanism that includes a unified market for trading the power generations of both renewable energy and conventional energy units, and a subsidy market reserved exclusively for conventional generation units. A re-adjustment clearing mechanism is then proposed in the second stage to accommodate the power generation of remaining renewable energy units after first stage energy allocations. Each stage of the proposed model is further described as a bi-level market equilibrium problem and is solved using a co-evolutionary algorithm. Finally, numerical results involving an improved IEEE 39-bus system demonstrate that the proposed two-stage model meets the basic requirements of incentive compatibility and individual rationality. It can facilitate the rational allocation of resources, promote the economical operation of electric power grids, and enhance social welfare.     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

Outage recovery is important for reducing the economic cost and improving the reliability of a distribution system (DS) in extreme weather and with equipment faults. Previous studies have separately considered network reconfiguration (NR) and dispatching mobile power sources (MPS) to restore the outage load. However, NR cannot deal with the scenario of an electrical island, while dispatching MPS results in a long power outage. In this paper, a resilient outage recovery method based on co-optimizing MPS and NR is proposed, where the DS and traffic network (TN) are considered simultaneously. In the DS, the switch action cost and power losses are minimized, and the access points of MPSs are changed by carrying out the NR process. In the TN, an MPS dispatching model with the objective of minimizing power outage time, routing and power generation cost is developed to optimize the MPSs’ schedule. A solution algorithm based on iteration and relaxation methods is proposed to simplify the solving process and obtain the optimal recovery strategy. Finally, numerical case studies on the IEEE 33 and 119-bus systems validate the proposed resilient outage recovery method. It is shown that the access point of MPS can be changed by NR to decrease the power outage time and dispatching cost of MPS. The results also show that the system operation cost can be reduced by considering power losses in the objective function.     

考虑市场交易的新型电力系统调度辅助决策方法研究

本文提出了一种与新型电力系统的市场运营模型相结合的能源调度辅助决策方法。该方法使用双层优化,下层的子电网独立运营网络,并将决策发送给上层运营商,该运营商根据机组组合和二阶锥交流潮流模型进行市场交易。此外,开发了一种单领导多跟随者博弈,其中每个子电网都得出其自身可再生能源、储能设备和需求响应相关的调度决策,这些调度决策通过使用混合整数线性规划的主电网互相联系。鉴于上层和下层决策的混合整数性质,制定了一种新的重构分解方法来求解这个双层优化模型。通过在三个测试系统上进行的仿真实验,证明了所提出的方法可以准确地表示新型电力系统的物理特性,并以显着的计算效率获得合理的结果,验证了其有效性。     

考虑云储能服务机制的分布式新能源消纳研究

在新能源快速发展的大背景下,从构建和完善储能系统的角度,提出了一种云储能服务商运行机制,通过云储能平台将碎片化储能资源进行整合,构建起新能源消纳与用户购电模型。用户根据实时电价以及分布式新能源出力优化自身负荷曲线,对所购买的云端电池进行充放电控制,从而降低购电成本并获得新能源消纳补偿收益,能够促进分布式新能源并网和就地消纳、缓解系统调峰平衡压力。采用实际电网数据对模型进行仿真分析,结果验证了模型的有效性。     

考虑CVaR的“新能源+储能”电厂日前市场投标策略

双碳背景下我国正积极构建以新能源为主体的新型电力系统，大力推进电力市场化改革。大量新能源电厂无序上网将会对电力系统的安全稳定运行带来巨大压力，也不利于其作为独立主体参与市场化竞争。将“新能源+储能”电厂作为价格接受者，以“报量不报价”的形式参与电力现货交易。采用随机优化方法构建新能源出力场景、日前及实时出清电价场景，采用K-medoids方法将数量众多的场景转化为数量有限的概率化确定性场景。以日前收益最大为目标，考虑条件风险价值并计及不平衡惩罚费用，建立“新能源+储能”电厂参与日前市场的最优投标策略模型并求解。最后，以某风电厂的历史出力数据以及现货市场电价数据开展数值仿真，仿真结果验证了所建投标策略模型的有效性。     

可再生能源电力市场模式研究

随着人们对能源和环境问题的关注,可再生能源的开发利用在世界范围内广泛兴起,我国迫切需要建立一个完善的市场体系来推动可再生能源产业的发展。研究了可再生能源电力参与区域电力市场竞争的可行方案,初步探讨了竞争所需要具备的辅助服务、价格机制及其他基本条件,从市场主体、市场准入、交易机制、市场监管、市场效益、实践经验等6个方面分析了可再生能源的统一绿色电力市场模式。结合我国电力市场的发展现状和可再生能源产业实践,建议我国根据区域电力市场发展进程实施不同的可再生能源电力市场交易模式。     

基于用户能效的电力市场交易仿真

市场是配置资源最有效的方式,建立高效率的电力市场是目前电改的重要组成部分。与此同时,节能减排已成为全球性热点,如何在电力市场体制中考虑能效因素,从而提高社会整体的能效水平,将是未来电力市场研究的焦点。提出了一种基于能效的电力市场交易机制,将用户能效作为调节用户基础电量的重要参数,有助于提高社会整体的能效水平。同时,建立了一种考虑发电侧和用户侧策略的电力市场交易模型,基于Matlab软件平台编写了仿真程序,对不同情形下的电力市场交易情况进行了仿真。仿真结果表明,均值出清的定价方式适用于供求关系变化较大的市场环境,而统一出清方式更适用于供求关系相对稳定的市场环境。     

考虑虚拟电厂可信容量的新能源电力系统容量市场出清模型

随着风电和光伏发电装机规模快速增长,系统出现了发电容量充裕度不足的问题。为确保电力系统中的充足发电容量,需要引入容量市场机制。相比于大型火电机组的长建设周期和高投资成本,分布式可调节资源聚合的虚拟电厂（virtual powerplant,VPP）建设周期短、投资小、见效快,是为系统提供发电容量的有效资源。因此,构建了虚拟电厂可信容量（unforcedcapacity,UCAP）计算方法并提出一种考虑虚拟电厂可信容量的新能源电力系统容量市场出清模型。虚拟电厂可信容量计算模型考虑了其功率、能量以及运行特性。容量市场出清模型在考虑发电侧风电、光伏、传统机组的基础上,增加用电侧虚拟电厂参与市场。容量市场出清模型中考虑了高峰容量需求、基本容量需求、电能需求、谷荷需求、爬坡功率需求等系统约束。最后通过算例分析了虚拟电厂可信容量、市场容量总需求量以及新能源装机容量对市场出清结果的影响,验证了本文虚拟电厂可信容量计算方法以及容量市场出清模型的有效性。