基于实物期权和博弈理论的电源投资动态模型

首先建立了市场环境下的电价计算模型及投资商的收益计算模型,并在此基础上构建了基于实物期权理论的电源投资动态模型,该模型考虑了投资项目未来收益的不确定性以及投资决定的不可逆性对最佳投资时机的影响;然后将博弈理论引入模型中以考虑投资商之间的相互竞争对投资决策的影响;最后以我国南方区域电力市场为背景,构建了发电容量投资算例,实证研究了投资者面对市场不确定性和竞争时的动态决策过程.仿真结果说明该模型起到了规避投资风险,获得投资机会的作用.     

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。     

计及电价波动的电网建设项目经济评估区间法

电网近期规划将产生一系列的电网建设项目.竞争市场环境给这些资金密集型项目的经济评估工作带来的不确定性使不确定性经济评估成为当前研究的热点.作者提出一种基于区间的能计及电价波动的电网建设项目经济评估方法.首先建立了区间现金流和区间利率的评估模型,以对现金流的不确定性进行建模处理.然后基于该模型推导了计及电价波动的区间净现值的评估方法,给出了项目风险的计算方法.最后通过案例研究了电价波动对项目评估的影响.在案例分析中给出了项目区间现金流的柔性调整原则和方法,以及电价波动率的确定方法.案例研究表明,本文的方法能较好地处理评估中诸如电价波动等的不确定性,且能评估项目的风险,是一种行之有效的适合电网建设项目的柔性经济评估方法.     

电网建设项目投资组合优化模型研究

阐述了现代投资组合优化理论,对电网建设项目的投资组合优化问题进行研究.以一定风险承受能力范围内的项目投资组合收益最大化为目标,综合考虑资金、人力物力等资源和项目不可分等约束,构建了电网建设项目投资组合优化模型,提出包括资金、风险等在内的约束条件,通过算例分析.验证了模型及其解法的实用性和计算结果的准确性.     

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.     

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。     

供需互动分布式发电系统收益-风险组合优化建模及其可靠性分析

风、光等可再生能源出力、负荷以及市场电价的不确定性会导致分布式发电系统运营收益具有一定的风险特性。合理管理系统内多类资源在能量和备用市场中的分配能够量化系统运行风险,使分布式系统运营商(DSO)利益最大化。该文将需求响应作为一种灵活性资源参与系统优化调度,以运行收益最大化为目标,采用最差条件风险价值(WCVaR)作为风险度量指标,建立一种基于投资组合理论的收益-风险组合优化模型,同时为了保证系统运行的安全性,在模型中融入期望停电损失作为可靠性评价指标。在此基础上,探讨风险偏好和失负荷价值(VOLL)对运行收益、低收益风险、备用水平以及可靠性的影响。以改进的CIGRE16节点系统为例,采用场景技术模拟不确定性,算例结果表明考虑需求响应的收益-风险组合模型可在保证可靠性水平的前提下,实现市场环境下系统的经济与安全运行。     

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。     

考虑夏普比率的虚拟电厂日前投标策略

由于风电、光伏机组出力不确定性及负荷等预测误差的存在，虚拟电厂日前投标行为面临风险，而目前应用于日前投标的风险–收益多目标优化方法仍需主观决策风险厌恶系数。夏普比率能够同时衡量收益与风险，可在无需决策风险厌恶系数的同时实现风险和收益的帕累托最优，目前已被广泛地用于评价投资组合的业绩、评判资本市场的运行效率等方面。该文将虚拟电厂日前投标行为类比于投资组合，以最大夏普比率为目标，采用场景生成法刻画风电光伏出力、负荷及电价的不确定性，并引入场景评价指标，提出考虑夏普比率的虚拟电厂日前–实时随机优化投标策略。结果表明，以最大夏普比率为目标的投标策略能够降低决策的主观性，在设备参数改变时自主修正风险厌恶系数，与传统风险管理方法的计算结果对比验证了模型有效性。     

基于博弈论的风火打捆参与大用户直购策略

为解决火电厂参与直购交易挤占风电上网空间的问题,该文提出了风火打捆参与大用户直购交易新模式。首先,分析了可再生能源强制配额机制背景下,风火打捆参与大用户直购的双边博弈关系。然后,基于动态非合作博弈理论,以风火打捆系统的直购电价和大用户直购电量为决策变量,建立了以双方收益均衡且最大化为目标的博弈模型,并论证了纳什均衡存在性。最后,基于纳什谈判方法,以双方发电和风险损失成本为基础,综合考虑双方满意度,提出了风-火利益分配方法,并通过具体算例验证模型的可行性和实用性。结果表明,风火打捆系统参与直购交易,有利于增加各参与方直购收益,促进了受阻风电消纳,改善了系统灵活性,为优化含大规模风电系统的电力市场模式提供了新方法。     

基于Copula-UCVaR风险度量的风电场投资时序规划

文章将调峰充裕性风险和经济价值考虑到风电场群和常规机组的有机协调中,并据此提出了一种风电场投资时序决策方法。首先,为衡量风电场投资的经济价值,结合期权理论构建了经济价值评价模型。其次,为了研究风速相关性对调峰充裕性风险的影响,并且考虑投资者的风险偏好,在利用Copula函数描述风速相关性之后,提出了基于改进的考虑投资者风险偏好的条件风险价值（conditional value-at-risk with the utility function,UCVaR）指标。进而建立了双层规划模型,综合评估了经济价值和调峰充裕性风险,并结合蒙特卡洛模拟和遗传算法进行求解。最后,算例给出了6种情景下的最优时序方案,计算结果表明了风速相关性、投资者的风险偏好和风险度量指标的选择都对风电场投资时序规划有较大的影响。     

消纳保障机制下增量配售电公司的投资组合决策

在可再生能源电力消纳保障机制中明确将增量配售电公司纳入消纳责任考核主体。这样,研究消纳责任下增量配售电公司的最优投资决策对其经营发展、消纳保障机制的设计与完善均具有重要意义。在此背景下,文章提出了一种基于投资组合理论和展望理论的增量配售电公司最优组合投资决策方法。首先,对增量配售电公司应对消纳责任的投资决策行为进行成本效益分析,得出各投资行为的收益率和风险。接着,基于投资组合理论构建各投资行为的组合,提出增量配售电公司的组合投资模型。然后,为进一步反映增量配售电公司的真实投资行为,基于展望理论对所提模型进行改进,提出改进组合投资决策模型。最后,以某增量配售电公司为例进行验证分析,算例结果表明所提模型可使其获得最大投资决策效用。     

考虑调峰适应性风险的风电场群时序规划方法

为解决基地化大规模开发中风电场群建设时序问题,提出与常规机组有机协同并统筹风电场群投资经济性和系统调峰适应性风险的时序规划方法。构建投资时序矩阵和运行状态矩阵刻画风电场和常规机组在投资和运行中的时间关联关系。采用调峰能力缺额风险值(value at risk,VaR)指标衡量调峰适应性风险,并提出计及风速相关性的调峰适应性风险评估方法;采用期权组合价值衡量风电场群投资时序的经济性,并建立考虑学习效应的经济价值评估模型。建立将投资经济性和调峰适应性风险有机统一的双层规划模型,并引入风险当量系数赋予模型罚因子明确的技术经济意义。将遗传算法与随机模拟相结合实现对模型的求解。算例验证了模型和方法的有效性。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

Applying portfolio theory-based modified ABC to electricity generation mix

Portfolio theory has found its model in numerous engineering applications for optimizing the electrical generation mix of an electricity area. However, to have better performance of this theory, this paper presents a new heuristic method as known modified artificial bee colony (MABC) to portfolio optimization problem. Moreover, we consider both dis-patchable and non-dis-patchable constrains variables and energy sources. Note that the proposed MABC method uses a Chaotic Local Search (CLS) to enhance the self searching ability of the original ABC algorithm. Resulting, in this paper a portfolio theory-based MABC model that explicitly distinguishes between electricity generation (energy), installed capacity (power) and actual instantaneous power delivery is proposed. Therefore, in this model, the uncertainties of wind power and ramp-up/down constrains of traditional power plants are correctly considered in the investment cost. The numerical results show the great potential of proposed model with lowest risk on generation cost. Also, they are show that MABC approach is successful in portfolio optimization.     

基于效用函数的火电厂投资风险决策

结合一般项目投资风险分析的方法,针对电力工业自身的特点,给出了火电厂投资风险决策的整体框架.对现有的火电厂投资风险决策模型在2方面进行了改进:一是对决策变量的精简,使之更具实用性;二是引入投资组合理论和期望效用理论,使决策过程更加理性化.在收益风险评估阶段,采用蒙特卡罗模拟进行分析;在风险决策阶段,结合投资者风险偏好,综合考虑期望收益和风险,对所有方案进行评价、选择.文中算例能够在较短时间内准确、可靠地求得最优解,并用灵敏度分析表明了投资者的风险态度等因素对决策方案的影响.用该模型和算法还可以对决策者感兴趣的个别方案进行单独的分析评价.     

基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型

在开放的电力市场环境下,电力金融市场具有随机性特征,风险控制和资产管理策略是影响电力市场资产配置效果的两大关键因素。根据投资组合的风险分散化原理,文中建立了基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型,分析了不同资产调整策略对电力资产配置效果的影响。应用该模型模拟了某电力市场参与者采用不同资产调整策略时投资组合的有效前沿和组合收益率分布情况。实证研究表明,通过电力实物资产、电力衍生产品和相关能源衍生产品的投资组合,并采取合理的动态多阶段资产调整策略,可以有效规避电力市场风险。     

考虑风电并网的发电容量投资组合优化模型

“十二五”期间,我国将大力发展清洁能源和可再生能源,风电将大规模并网发电。针对国内风电无序发展的问题,提出需要优化容量投资,既要求能满足负荷和运行的要求,又不至于过度投资造成浪费,这就对传统的发电容量优化问题提出了新的挑战。运用投资组合理论,对风电装机容量进行系统化、数理化的分析,在考虑风电并网的条件下建立了新的发电容...     

电力市场环境下含大规模风电场的输电网规划

对传统的启发式的电网规划算法进行了改进,使其能适应电力市场化改革和大规模风电场给电网规划带来的挑战。利用蒙特卡洛模拟法分析了风电场出力的概率密度函数,根据市场交易体制研究了其他机组出力的概率密度函数,利用直流潮流模型分析了网络中各支路有功潮流的概率密度函数和过负荷概率。综合考虑建设成本和盈利预期提出了衡量线路重要性的效应指标,以此指标为依据得出电网规划方案。以Garver 6节点系统为仿真算例证明了该方法的可行性。仿真结果还表明:电力市场化改革和并网风电场出力的随机性会显著改变网架结构,并有可能增加网络投资。