电动汽车提供备用服务的地区电力市场模型

地区电力市场模型将有效解决众多分布式可再生能源(DRES)与电力用户的电力交易问题,而且随着电动汽车的普及与电动汽车入网(V2G)技术的成熟,电动汽车为城市电网提供旋转备用更具经济性。文中对地区电力市场进行了描述,并在此基础上利用基于市场的控制方法,提出了电动汽车参与地区电力市场提供备用服务的交易方法;将系统备用需求分为发电侧需求和用户侧需求,使其各自参与备用市场购买备用以实现利润最大化,并满足系统功率的稳定性。以光伏发电为例,建立了光伏发电概率预测模型,验证了通过购买适当的备用容量,光伏发电商能获得更高利润,并降低其发电不稳定对系统的影响。算例表明地区电力系统运行中心可以通过调节惩罚系数协调各市场成员的备用需求量,对系统的功率误差进行控制。     

计及电动汽车接入电网的备用服务多目标竞价优化

研究了电动汽车接入电网(V2G)提供备用服务与备用资源的优化配置问题。首先,建立了V2G备用服务的市场交易机制,并提出一种能够准确估计V2G备用服务实时可调度容量的等效变换方法。然后,以机会约束规划反映负荷波动、发电机停运、V2G出力偏差等随机性因素,构建了考虑备用经济性、可靠性及碳排放的多目标竞价模型。接着采用交互式决策方法处理该多目标优化问题,并结合随机模拟与改进粒子群算法进行求解。最后,进行了仿真分析,仿真结果证明了所提等效变换方法与备用服务多目标竞价模型的有效性。     

备用辅助服务市场的组织与交易决策

备用辅助服务是电力系统的重要特征之一，关系到电力系统的安全运行与可靠性。在电力市场环境下，备用辅助服务的市场组织、指标量化和费用结算等研究课题一直令人关注。文中对各类备用辅助服务市场的组织模式、备用市场与电量市场进行协调等相关问题进行了研究，总结了电量市场与备用市场的交易决策方法,并提出了发电侧电力市场中备用市场运行模式的建议。     

电力市场中弹性运行备用研究

备用市场组织方式关系到备用市场稳定运行.传统顺序出清方式中,备用出清的先后顺序对出清结果影响重大,市场的公平性不容易保障.该文在弹性备用框架下,提出各类备用联合出清的新型交易形式.引入可靠性指标LOLP（电力不足概率）,将备用容量报价和电量报价结合起来作为综合报价指标,并分析了按报价付费模式和统一出清价模式在备用市场中的应用.在此基础上,结合可靠性评估理论,建立了同时出清10分钟备用和30分钟备用的弹性备用综合模型.文章采用启发式算法求解,简便实用.标准测试系统RTS96的仿真计算结果表明该模型的有效性     

电力市场备用容量的一种交易模式及其定价机制

备用容量关系到电力系统的安全运行和可靠性。在电力市场环境下,备用容量的交易模式和定价机制是引导发电公司作出正确的投资决策,保证备用容量供需平衡的重要因素。文中针对当前的在电力市场环境下备用容量交易模式进行了分析,并提出了不足之处。对此,该文提出了预付费备用容量交易模式和基于平均利润率的容量定价机制。该方法明确了容量市场的交易对象为备用容量,电网公司对订购的备用容量预先向发电公司支付费用,备用容量的定价保证发电公司的容量市场交易与能量市场交易获取同样的利润率,以此引导发电公司正确地投资备用容量。该文的论证和算例表明该方法可以确保发电公司投资足够满足系统可靠性需求的备用容量,并且防止过量投资。     

电力市场备用容量的一种交易模式及其定价机制

备用容量关系到电力系统的安全运行和可靠性.在电力市场环境下,备用容量的交易模式和定价机制是引导发电公司作出正确的投资决策,保证备用容量供需平衡的重要因素.文中针对当前的在电力市场环境下备用容量交易模式进行了分析,并提出了不足之处.对此,该文提出了预付费备用容量交易模式和基于平均利润率的容量定价机制.该方法明确了容量市场的交易对象为备用容量,电网公司对订购的备用容量预先向发电公司支付费用,备用容量的定价保证发电公司的容量市场交易与能量市场交易获取同样的利润率,以此引导发电公司正确地投资备用容量.该文的论证和算例表明该方法可以确保发电公司投资足够满足系统可靠性需求的备用容量,并且防止过量投资.     

基于外部成本内置法的备用市场竞价模型

针对多因素下多种备用资源的优化配置问题,提出基于外部成本内置法的备用市场竞价模型。以需求响应为机会成本,同时考虑容量事故的不确定性,采用风险管理方法建立发电侧备用需求曲线,实现需求侧与发电侧两类备用资源的协调。量化分析发电侧备用可靠性与碳排放因素的边际外部成本,并将该成本内置到发电侧备用的内部成本报价中,以所得边际综合成本作为竞价依据,进一步实现了发电侧备用资源的内部协调。最后,通过供需理论得到备用最优点。算例仿真结果证明所提方法能够从社会角度实现备用资源的优化配置,具有可靠性与碳减排激励作用。     

关于可中断负荷参与系统备用的评述

讨论可中断负荷(IL)市场的经济补偿模型及报价清算规则,指出参与系统备用服务的IL市场与发电侧备用市场之间的协调对于发电充裕性的重要性。将IL的市场引导方式分为2类,即用户接受停电概率换取的折扣电价补偿与在实际停电后按合约赔偿。两者都可按竞价的市场方式运作,并都在容量事故发生后实施负荷的中断。但前者对应于日常的低代价,且像支付发电侧备用的容量费那样,与停电是否实际发生无关;而后者则对应于小概率的高代价,且像支付发电侧备用的电量费那样,只有在实际停电后才支付。两者的经济特性不同,故具有协调空间。强调以量化指标统一反映系统备用的充裕水平与风险代价,兼顾发电备用的经济性和可靠性。     

一种V2G模式下计及开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法

基于配电网的有向网络模型,提出了一种V2G模式下计及设备开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法。首先分析了网络中元件故障后的传播路径和传播特性,引入期望对可靠性指标进行描述,进而建立了配电系统可靠性分析模型。在V2G模式下,该算法根据电动汽车充放电动态概率模型将电动汽车等效为备用电源,再根据其额定功率,确定电动汽车的最大供电范围和对该范围内各区域的供电次序,计算可靠供电概率,从而建立电动汽车充放电随机性与供电可靠性之间的映射。RBTS母线6馈线4系统算例分析表明,电动汽车接入配电网后,能够显著改善配电网局部的供电可靠性。     

电动汽车提供辅助服务的经济性分析

合理控制/调度电动汽车充放电,可以为电力系统提供辅助服务,改善系统运行的安全性和经济性。基于美国新泽西地区的汽车日常交通行为数据,建立了分析电动汽车提供调频和旋转备用的经济效益的数学模型,并就如何控制充放电以使电动汽车代理的总收益最大化作了分析。电动汽车的调频和旋转备用总收益包括备用容量收益、电能收益和环境保护补偿收益;其成本则包括电池充电成本和电池损耗。以纽约独立系统调度机构所管理的辅助服务市场模式为例进行了计算分析,仿真结果表明,在电力市场环境下电动汽车通过代理机构提供调频和旋转备用服务在经济上是可行的。     

电力市场中的备用需求和备用调度

确定性方法和概率性方法是 2种不同的确定备用需求容量的方法 ,2种方法相比 ,概率性方法能够更好地反映系统的可靠性 ,确定的备用容量更为合理。在分析概率性方法的基本原理的基础上 ,结合电力市场对几种确定备用需求的概率性方法 ,进一步提出了一种以用户要求作为可靠性风险指标的确定备用容量的方法。对于最优化备用需求所带来的新的策略竞价问题 ,较好的一个方法是对系统中非计划停机采取惩罚 。     

基于备用责任的双边交易式备用市场的设计

介绍了备用市场的两种形式,比较了电力联营式和双边交易式备用市场的特点和优缺点。以有利于我国电力系统由计划运行向市场化运营平稳过渡为原则,提出了基于备用责任的双边交易式备用市场的设计方案。设计了备用责任分摊以及备用调用的原则和方法。     

Contingency-Based Zonal Reserve Modeling and Pricing in a Co-Optimized Energy and Reserve Market

Ancillary service markets are a very important part of the standard market design and are under development or implementation on a centralized basis in major U.S. electricity markets. This paper presents the market clearing framework for the co-optimized real-time energy-reserve market that has been developed and implemented in the ISO New England (ISO NE). In this co-optimized market clearing model, reserve products are procured on a zonal basis to satisfy the first and the second contingency protection criteria required by the ISO NE's real-time operations for both the entire area and typical import-constrained areas. The proposed zonal reserve model is derived from simulating each contingency event in the predefined reserve zones. Differing from standard industrial practices, the proposed zonal reserve model recognizes reserve deliverability for nested reserve zones and allocates the zonal total transfer capability between energy and reserves in an economic way. Numerical examples for a two-zone system are presented to demonstrate the validity of this modeling technique.     

考虑动态备用需求曲线的电能量-备用耦合出清模型

电力市场中,价格帽等原因会导致缺失收入(missing money)和发电容量充裕度不足等问题。以美国得克萨斯州为代表的备用需求曲线是国外电力市场解决此问题的成熟方法之一,但得克萨斯州的曲线是相对静态的曲线,且备用价格增量推导原理未明确公开。为此,文中通过考虑可再生能源、负荷预测的不确定性,以及不同品种的备用产品,制定动态备用需求曲线。基于电能量-备用耦合现货出清模型,推导了考虑备用需求曲线的现货价格公式,并分析了国外现有机制忽略的备用价格增量高阶项问题,并通过中国华东某省数据进行验证。结果表明,备用需求曲线可以体现稀缺定价,通过备用价格增量动态反映可再生能源、负荷等波动下的系统实时容量充裕度情况。通过稀缺定价机制可以合理提高电厂收入,有利于保障系统充裕度。     

市场环境下的备用调度问题研究

市场化导致了传统电力系统垂直管理体制的变化 ,备用容量大小的确定及其调度方法也将随之发生改变。介绍了市场环境下备用容量分类及其大小的确定方式 ,并对单独运行的辅助服务市场及电量、备用联合调度市场进行了较为详尽的阐述。在对现有备用政策进行分析的基础上 ,提出了市场环境下备用调度的可能改进方向     

计及风电备用容量与需求响应的多备用资源鲁棒优化

为缓解多重不确定性因素造成的系统运行与备用压力,提出了一种计及风电备用容量与需求侧响应的日前-日内两阶段多备用资源鲁棒优化模型。一方面,为充分发挥风电场与需求侧的备用容量,提高系统运行与备用的灵活性,分别对风电场备用与需求侧备用进行建模;另一方面,基于鲁棒优化模型对系统多种备用资源进行优化,保障电网在最恶劣运行工况下的安全可靠运行,提升了系统的鲁棒性。采用列和约束生成算法对两阶段鲁棒优化问题进行了求解。修改的IEEE RTS-79测试系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,协同优化多种备用资源可以提升电力系统的运行灵活性,促进风电的消纳;同时,通过调节鲁棒模型中不确定性限值的大小,可以实现系统运行鲁棒性与经济性的平衡。     

备用服务A-S定价方法研究

在计划管理体制下,发电企业所提供的备用服务是无偿的;在较完善的电力市场机制下,则要通过科学、合理的备用服务定价来调动发电企业提供备用服务的积极性。该文提出一种新的基于备用容量成本和效益评估的备用服务定价方法——备用服务Aumann-Shapley定价法。该方法对电能量和备用服务的共有成本和效益进行基于Aumann- Shapley值的分配,并在此基础上,确定竞争性的电能量市场环境下的备用服务价格,建立计及备用服务Aumann- Shapley价格的电能量市场和备用市场联合优化模型,同时分析了备用服务Aumann-Shapley价格对发电商竞争策略的影响。备用服务的Aumann-Shapley定价方法与我国现行的电力市场模式相适应,并为制定电力市场环境下的辅助服务定价机制提供了一种新思路。     

优化后备保护配合原则的探讨

220 kV及以上系统后备保护的优化配合势在必行。在优化过程中,要充分考虑保护配置情况、系统的运行要求和设备的安全需求,从整定计算的根本目的出发,重新定位传统意义上的后备保护。应以安全并可依赖的保护装置和合理适用的保护定值构建可靠、有选择、灵敏和快速的保护系统。     

备用容量服务市场的风险决策

电力市场的备用服务决策一般采用确定性方法,即使计及事件概率,也由于未考虑相关损失而难以体现风险理念,不能优化各类备用的组合。为有效协调安全性和经济性,应将安全性用货币来量化,并用广义的经济利益最大化作为技术决策的准则。文中采用风险管理和协调优化的观点,结合电力可靠性与可中断负荷价值化理念,提出一种基于风险量化的优化决策方法,对各类备用资源实现优化组合。仿真结果表明了方法的有效性。     

微电网发电备用配置优化问题

作为反映微电网发电容量充裕性的重要指标,微电网不可再生分布式发电备用(简称发电备用)配置与微电网运行可靠性与运营经济性密切相关。针对微电网中可再生分布式发电与负荷需求的高度不确定性,将微电网备用分为外部与内部两类备用,前者为大电网参与微电网备用(简称大电网事故支持备用),而后者则包括发电备用、储能、低电价与高赔偿两种可中断负荷。为兼顾微电网运行可靠性与运营经济性,提出微电网发电备用配置优化问题,并从模型建立与求解两个方面对该问题进行较为全面的评述。强调为提高微电网发电备用配置的经济性,需要充分利用微电网各类备用之间的经济互补特性,以量化指标反映微电网各类备用的配置成本与调度风险,并以两者之和最小为目标函数来优化发电备用配置。