虚拟电厂参与日前电力市场的内外协调竞标策略

多主体虚拟电厂在参与电能量市场与调峰市场时,虚拟电厂运营商与外部市场、内部资源具有双侧互动特点,运营商的竞标决策需要考虑与外部市场和内部成员的协调配合问题。提出了一种虚拟电厂运营商对外参与电能量市场和调峰市场、对内与各成员协作配合的内外协调竞标策略。运营商对内部成员进行协调管理,对储能进行运行补偿,对风光进行全额消纳,通过主从博弈进行运营商与可控分布式电源、柔性负荷的价–量动态博弈。建立运营商与内部成员的多主体双层竞标模型,并采用粒子群算法和内点法联合求解。最后通过算例分析证明了所提策略的合理性与有效性。     

电力现货市场环境下虚拟电厂的优化调控策略

分布式能源因其容量小、地理位置分散的特点,无法独立接入电网,虚拟电厂作为独立调控主体能够聚合各类分布式能源参与电力市场交易。电力现货市场环境下,虚拟电厂的调控策略对其参与多品种交易的收益影响较大。为此,提出一种电力现货市场环境下虚拟电厂参与多品种交易的优化调控策略。首先说明虚拟电厂参与多品种交易的调控流程;然后利用场景规划法和条件风险价值处理风电机组、负荷、电价和调频信号不确定性造成的影响;在此基础上,进一步地提出电力现货市场环境下虚拟电厂参与多品种交易的优化调控模型,利用分支定界算法求解模型得到最优调控策略;最后进行算例仿真。结果表明,所提的虚拟电厂优化调控策略不仅提高自身的经济效益,促进新能源的消纳,还减小系统削峰填谷压力,有利于系统安全稳定运行。     

虚拟电厂欧洲研究项目述评

虚拟电厂(VPP)是分布式能源并网管理的一种有效形式,也是智能电网的重要组成部分,尤其受到欧洲发达国家的重视。在过去的十余年时间里,欧盟/欧洲各国开展了很多关于VPP技术的研究与试点项目,这些项目既各有侧重,又构成一个完整的体系。文中着重于VFCPP项目、Power Matcher VPP项目、FENIX项目、EDISON项目和WEB2ENERGY项目,对欧洲的相关VPP研究项目进行了介绍和总结,并提出了VPP在未来发展过程中仍需解决的主要问题。     

考虑风光出力相关性和碳排放限额的多能互补虚拟电厂的调度策略

随着流域型清洁能源开发新模式的形成,亟需开展考虑风光出力相关性和不确定性的多种能源协调调度策略的研究.基于Frank-Copula理论形成考虑风光出力相关性和不确定性的场景生成方法,得到多场景风光出力曲线.引入最大碳排放限额作为边际条件,建立多种能源互补的虚拟电厂日前调度模型,使调度结果兼顾环境效益和经济性,并采用遗传...     

风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型

风电与电动汽车(EV)等储能装置联合运行,有助于缓解风电不确定性对电网带来的影响。为了研究风电商与EV聚合商以合作模式组成虚拟电厂(VPP)参与电力市场投标竞争对市场均衡结果的影响,基于寡头竞争的博弈均衡理论,分别建立风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争,以及以非合作模式独立参与投标竞争的电力市场多时段随机博弈均衡模型,采用场景生成与削减技术计入风速不确定性,并引入投标偏差惩罚机制。根据合作博弈理论,采用Shapley值法对VPP合作收益在风电商和EV聚合商之间进行分配。最后,算例分析验证了模型的合理性和有效性,并表明风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争时,能有效减少投标偏差,并能增加风电商和EV聚合商各自的利润,因而风电商和EV聚合商具有自愿组成VPP参与电力市场竞争的动机。     

基于均衡理论的虚拟电厂市场参与模式及方法

随着化石能源的枯竭与其对环境的污染,分布式发电这种经济、环保、灵活的新型发电方式逐渐得到广泛的应用。但分布式电源大量并入电网将带来电能质量问题,影响电网安全稳定运行。虚拟电厂的出现有效解决了这些问题,它通过对分布式电源进行协调优化,减小了分布式电源并网对电网产生的冲击,提高了电网运行稳定性。然而目前虚拟电厂与主网之间的协调研究仍有待深入,因此提出了虚拟电厂与主网之间交互迭代的市场均衡方法,对虚拟电厂的出力与主网的电价迭代求解从而实现收敛。首先,对虚拟电厂的定义与内部主体进行分析,进而将虚拟电厂与主网之间的协调优化表述为两个层次之间的市场均衡问题,提出虚拟电厂与主网交互的双层模型,分别构建以自身成本最小化为目标,计及分布式能源运行约束与电网安全约束的虚拟电厂与主网数学模型,并采用迭代算法对模型进行求解。算例分析表明提出的市场均衡方法在考虑虚拟电厂对主网影响的同时能够有效降低虚拟电厂与主网协调的复杂程度,同时减小运行总成本,提升经济效益。     

虚拟电厂关键技术及参与电力市场模式设计研究

为应对环境污染的持续加剧和化石燃料的日益短缺,推进落实“双碳”目标、构建现代能源供应体系,以风电、光伏等可再生能源在系统中的并网比例不断提升,给新型电力系统建设带来了挑战。然而,可再生能源发电具有间歇性和波动性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂的提出为解决可再生能源、保障能源安全、维持电力系统稳定问题提供了新思路。本文阐述了虚拟电厂的基本架构,并从市场运营技术、协调优化运行技术、物联网技术等3个角度分析了虚拟电厂的关键技术。并从平台层级、多流合一等角度介绍了虚拟电厂市场交易结构,并分析了虚拟电厂参与辅助服务、中长期、现货等多级市场模式,为我国虚拟电厂参与电力市场的建设与发展提供借鉴。     

不同类型虚拟电厂市场及调度特性参数聚合算法研究综述EI北大核心CSCD

作为参与电力市场或电网调度的先决条件,确定虚拟电厂整体的运行特性在最近几年得到广泛研究。以算法的原理与优缺点为立足点,对虚拟电厂中分布式能源的运行特性聚合方法进行综述。从经济性和技术性两个角度出发,分析虚拟电厂中分布式能源的运行特性聚合难点;详述技术型虚拟电厂的可调节功率域和调节功率成本等两种运行特性的聚合算法;归纳商业型虚拟电厂作为价格接受者和价格制定者的竞标电价和竞标电量确定方法;最后,结合未来高比例新能源系统的发展要求,展望虚拟电厂运行特性聚合算法的研究方向。     

虚拟电厂的概念与发展

首先分析了虚拟电厂的产生背景,给出了虚拟电厂的不同文献定义,并提炼出虚拟电厂的核心思想。在此基础上,结合微网的研究,分析比较了虚拟电厂与微网的主要区别;详细阐述了虚拟电厂的关键技术,其中包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术;同时按虚拟电厂功能的不同,将其划分为商业型虚拟电厂和技术型虚拟电厂两大模块,并基于此对虚拟电厂的运行框架进行了详细解释。结合中国电力工业的发展现状,对虚拟电厂在中国的发展前景和开展形式进行了探讨。最后,对虚拟电厂未来研究的重点方向进行了展望。     

考虑虚拟电厂调度方式的售电公司多时间尺度滚动优化

为了增加售电公司参与电力市场的灵活性和经济性,提高售电公司对分散式资源的利用效率,基于虚拟电厂的聚合管理方式,提出了一种售电公司多时间尺度滚动优化模型。日前阶段以售电公司收益最高为优化目标,融合多场景分析方法,制定售电公司购售电策略及各虚拟电厂日前调度计划。日内阶段考虑更高精度的分布式光伏和负荷预测,以虚拟电厂调度成本最低为目标构建日内优化调度模型。实时阶段以机会约束形式考虑虚拟电厂容量备用,修正虚拟电厂部分单元的出力,并将不确定性单元出力情况向日内阶段反馈校正。算例仿真验证了售电公司采用所提多时间尺度优化模型能够改善运营策略,合理分配资源,实现自身经济效益最大化。     

Decision trees aided scheduling for firm power capacity provision by virtual power plants

The incorporation of Distributed Generation (DG) under the Virtual Power Plant (VPP) concept allows the market integration of several and largely dispersed electric power sources. One matter of concern for the VPP owner and operator is to follow the hourly schedule regardless of the stochastic nature of some of its sources or any unpredicted generation outages. This study presents a Decision Tree (DT) based methodology that prepares for the dispatching of power equivalent to the possible loss of the highest injection of one of the sources of the VPP (according to day-ahead hourly schedule) to the rest of its sources, on an hour-ahead horizon. This allows VPP operators to provide firm capacity and participate effectively in the energy market.     

碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型

虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)能够聚合发电侧的分布式能源以提高可再生能源消纳程度。由于可再生能源出力的不确定且成本缺乏竞争力,虚拟电厂在运营过程中往往存在弃风弃光现象。建立了一种碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型,使可再生能源能参与到碳交易中,并促进用户侧与发电侧的协同。针对该模型的双层性、非线性和半连续性,提出了一种综合线性逼近、KKT条件和透视变换理论的重构方法,将其转化为单层整数二阶锥模型实现求解。算例表明,促进可再生能源消纳有助于提高虚拟电厂的减排效益。同时,碳交易机制具有提高可再生能源消纳总量的能力,用户的响应则具有改善风能利用分布的能力,而采用合适的电价机制能够进一步发挥二者之间的协同效益。     

考虑需求响应交易市场的虚拟电厂多阶段竞价策略研究

虚拟电厂是解决分布式电源参与电力市场交易问题的重要途径,然而分布式可再生能源出力的不确定性为虚拟电厂带来了较高的交易风险。针对具有可再生能源渗透率的虚拟电厂,考虑可再生能源出力、负荷及市场电价的不确定性,基于随机规划理论,提出其参与日前能量市场、日内需求响应交易市场和实时能量市场的多阶段竞价策略模型。以IEEE 6节点和24节点系统作为算例进行竞价策略优化,结果表明,需求响应交易可有效促进分布式可再生能源的消纳利用,提高虚拟电厂的经济效益。     

虚拟电厂参与电-碳联合市场运行的竞价策略研究

电力系统脱碳是全社会零碳发展的关键。近年来分布式小微主体发展迅速,成为未来我国能源结构的重要组成部分。首先,从虚拟电厂(virtual power plant, VPP)出发,在分析VPP参与我国现行碳交易市场方式的基础上,提出VPP参与电-碳联合市场的运行机制。其次,构建了联合市场运行机制下多主体互动博弈的两阶段双层竞价策略模型。第一阶段为VPP内部分布式小微主体预调度模型;第二阶段内层为VPP与多市场主体间非合作博弈竞价模型,以VPP参与日前现货市场和碳交易市场的总收益最大为目标,采用多场景描述竞争对手报价的不确定性;外层是以全社会福利最大化为目标函数的多主体互动决策出清模型。最后,采用Q-learning算法和路径跟踪内点法进行模型求解,算例验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于时-空模型的电力市场交易信息安全策略

信息安全的目标是使信息系统在整个生命周期所经历的时空状态集内都有安全保障.针对电能交易全过程信息的可用性(Availability) 、完整性(Integrity) 、机密性(Confidentiality) 不可抵赖性(Non-repudiation)的安全需求,提出了基于信息时间-空间特性的电力交易信息安全模型,结合该模型分析了电力交易信息流的多级持续的安全需求,并在此基础上,结合二次系统安全防护的安全区划分,详细探讨了电力市场环境下电能交易的信息安全防护策略.     

计及碳排放权交易的光热电站市场竞价策略研究

“碳中和·碳达峰”目标的提出加快了我国碳排放权交易市场(简称“碳市场”)的建设与发展。对于光热电站而言，在电力市场与碳市场中制定合理竞价的策略对于保障其自身投资回报至关重要。为此，提出了一种计及碳排放权交易的光热电站市场竞价策略。首先，分析了光热电站在电力市场与碳市场中的交易流程与框架，以及参与多市场的博弈均衡性。其次，计及新能源出力不确定性，提出了光热电站参与电力市场与碳市场的双层鲁棒优化模型。其中上层为光热电站竞价决策模型，下层为电力市场与碳市场出清模型。然后，针对这一非线性、多目标、多层规划问题，基于KKT条件和博弈均衡分析，将双层模型转换为单层模型。并基于强对偶理论和二进制扩展方法对模型中的非线性项线性化，以实现模型高效求解。最后，以典型光热电站为例进行了数值仿真，验证了所提竞价策略的合理性与优越性。     

考虑分时电价的虚拟发电厂调度策略

虚拟发电厂大规模有效集成地域分散、类型各异的分布式电源以及用户负荷,能够更加充分地发挥分布式电源效益,提高用户供电可靠性。虚拟发电厂内部调度策略应适应配电网运行环境。在考虑分时电价的基础上,分析虚拟发电厂调度策略,研究在不同峰谷电价时段,结合分布式电源时序发电波动性、可控电源发电计划特性,充分利用峰谷电价差来减少虚拟发电厂发电运行成本。     

考虑可靠性及灵活性的风光储虚拟电厂分层容量配置

可再生能源出力的随机波动性和不确定性使得系统可靠性在急剧下降的同时,系统灵活性需求剧增,这会导致可再生能源消纳能力大幅下降,资源浪费现象严重。针对上述问题,提出一种兼顾可靠性、灵活性和经济性的风光储虚拟电厂分层容量配置策略。其中,上层模型从利用分时电价引导用户响应可再生能源出力变化的角度,制定可削减、可转移负荷的调度方案。中层模型从可靠性最佳的角度,制定储能电池容量配置方案。下层模型在灵活性指标的约束下,从综合运行成本最优的角度,进一步完善中层模型制定的储能电池容量配置方案。最后,以新疆某地区负荷数据为例,进行了仿真验证。结果表明所提方法具有明显的经济效益,为碳达峰、碳中和提供新思路。     

电力市场环境下风电-光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型

以风电场、光热电站、生物质锅炉等组成混合电站并参与到电力市场中,能有效提高整体的运营收益。为解决混合电站参与电力市场运行问题,从混合电站的结构及运行机理出发,提出了电力市场下风电-光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型。该模型以最大化运行利润为目标函数,考虑了混合电站参与电力市场所获收益、并网运行环境效益、弃风弃光惩罚成本、各组成部分运行维护成本、系统运行约束等因素。针对混合电站运行面临的不确定性和由此带来的风险问题,采用鲁棒优化方法处理风电功率、光热功率、负荷及电力市场价格的不确定性,并建立风险量化指标,平衡系统的鲁棒性与经济性,为混合电站运营商提供决策依据。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。