考虑网损的配电节点电价模型及迭代计算方法

在分布式电源装机容量快速增长的背景下，建立本地电力市场可促进分布式机组出力的消纳和配电网的优化运行。文章提出了适用于本地市场竞价出清的配电节点电价（distribution locational marginal pricing，DLMP）模型，将其分解为有功价格分量、无功价格分量、网损价格分量、电压支撑价格分量以及阻塞价格分量，可量化各分量对节点电价的贡献。同时采用迭代算法对该模型进行求解，通过市场出清模型与交流潮流的迭代计算克服线性化节点电价模型对预设网损因子的依赖。通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析，验证了所提模型的有效性和所提算法的准确性。     

考虑网损与负荷偏差的节点边际电价模型与求解

文中分析了中国在市场出清和节点边际电价计算时,存在发用电负荷偏差和系统网损难以精确计算的问题。首先,提出2种节点边际电价计算模型,利用网损分布因子分摊系统网损与负荷偏差分配因子分配负荷偏差相结合的方法,实现系统网损与负荷偏差的精确计算。然后,基于迭代的节点边际电价模型,以母线负荷为初始点编制发电计划,每次求解后将总发电量与系统负荷的偏差分摊至节点,修正其负荷,通过多次迭代求解节点边际电价。两步法节点边际电价模型,以系统负荷为依据,建立考虑系统网损与负荷偏差的耦合模型。第1步计算负荷偏差,第2步固定偏差计算节点边际电价。最后,通过比较所提方法与网损直接分摊方法的节点边际电价,以及分析不同负荷偏差水平、不同负荷偏差分配因子对节点边际电价的影响,验证了所提模型的有效性。     

计及可控负荷决策机制的输电网阻塞优化调控方法

可控负荷是近年来电力市场中输电网阻塞管理的重要手段。可控负荷服务商将根据市场价格决定其容量和价格申报值,而同时可控负荷的申报结果也将影响节点边际出清电价,从而导致出清电价呈现"动态过程"。为此,首先介绍节点边际电价模式,分析可控负荷服务商在节点边际电价模式下的决策机制,构建可控负荷参与输电网阻塞管理的决策模型。在此基础上,考虑可控负荷决策机制对节点边际电价的影响,提出了基于两层规划的动态输电网阻塞优化调控模型及求解算法。最后,基于IEEE-30节点系统的算例表明该方法能够保证可控负荷服务商收益,有利于激发其参与积极性。     

含电动汽车场景的节点边际电价研究

分析节点边际电价与电动汽车接入水平和电动汽车负荷波动之间的关系.建立了含电动汽车负荷场景的系统节点边际电价市场出清模型,电动汽车负荷采用结合ARIMA模型的场景生成技术和基于概率距离的场景简化技术进行仿真,以接入电动汽车负荷场景的RTS24节点系统为算例,求解电动汽车负荷接入后对边际电价的影响.电动汽车负荷接入后,随着电动汽车场景的变化,边际电价也呈现了相应一致的变化趋势;随着电动汽车负荷量的增加,边际电价的波动性增大.含电动汽车负荷场景的边际电价市场出清模型,为系统接入电动汽车负荷节点边际电价的分析提供了一种分析方法.     

考虑燃气轮机无功支撑的IEGES有功-无功协调优化模型

燃气轮机作为连接电力网络和天然气网络的重要元件,其无功支撑能力为减小网损和电压偏差提供重要途径.基于此,提出一种考虑燃气轮机无功支撑的电-气互联综合能源系统(IEGES)有功-无功协调优化模型.模型首先对电转气、燃气轮机、有载调压变压器和常规机组等重要元件建模,并采用分段线性化处理燃气轮机有功无功出力耦合特性约束,从而融入燃气轮机的无功支撑能力.接着计及电网气网约束以调度成本和网损为优化目标,运用二阶锥松弛技术将模型转化为混合整数凸优化问题求解.最后在IEEE33节点电网与比利时20节点天然气网耦合系统中模拟仿真,结果表明:考虑燃气轮机的无功支撑可以显著减少配电网损耗和电压偏差.为综合能源系统建设和调度决策提供参考.     

节点边际电价的优化原理

为了实现电力市场的优化运营,关键是要建立安全约束经济调度与节点边际定价机制.安全约束经济调度能综合考虑系统的经济性与安全性目标,它既保证了系统的优化运行,也保证了系统的供电可靠性;而节点边际电价是从空间和时间2个层面尽量精确地反映电力系统的运行成本的定价机制.文中首先介绍了安全约束经济调度与节点边际价格的求解模型,描述了节点边际定价市场的优化原理;接着给出了节点边际电价的直流潮流法求解原理,并举例进行说明;最后指出节点边际电价有许多违反常规认识的地方,但这并不说明节点边际价格有错,关键原因在于电力系统运行除了遵守经济法则之外,还必须符合可靠性要求.     

面向主辅能量市场出清的输电网双层扩展规划

电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型,在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型,构成混合整数非线性规划问题,进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后,以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳,降低尖峰负荷场景下线路阻塞,保障电力市场交易的公平性。     

考虑需求侧电热气负荷响应的区域综合能源系统优化运行

作为能源互联网的基础,综合能源系统将是未来能源发展的重要方式,实现区域内综合能源系统的协调运行会变得至关重要。在考虑到需求侧天然气与电能同样具有商品属性,类比电负荷的峰谷分时电价策略,首先搭建天然气和电能峰谷分时价格及热能负荷响应数学模型。其次建立了以运行成本最低为目标函数,对供需平衡和供储能设备等设立约束的电热气联合供应的区域综合能源系统模型。算例分析表明,考虑到电热气需求侧响应将会优于不考虑或者只考虑单一和两者响应,可达到运行成本更低、削峰填谷、减少弃风弃光和提高能源利用率等优势。     

考虑动态碳交易曲线的电–碳市场出清模型及节点边际电价构成机理分析

当前社会经济发展面临着能源短缺和化石燃料过度消耗的重大挑战，碳市场作为一种强制性市场手段可助力全社会减排行动。但因其与电力市场之间缺乏关联，故难以促进电碳耦合市场的有效协同。文章提出了一种考虑动态碳交易供需曲线的电碳耦合市场出清模型，并对节点边际电价构成机理进行了分析。首先，从电力交易中心把控碳市场流动商品及其价格的角度出发，考虑碳市场不同阶段对于排放总量限制的松紧程度，前瞻性地制定了基于供需关系原理的动态碳交易曲线，并建立了多能源发电商参与的考虑碳成本的电力市场出清模型；然后，基于此分析了节点边际电价构成机理，以定量体现碳配额约束对节点边际电价的影响。算例结果对节点边际电价组成和碳价的变化进行了分析，说明了引入动态碳交易供需曲线的必要性，同时分析了碳市场不同发展阶段、不同目标函数以及不同可再生能源出力特性对于出清结果的影响。     

考虑数据中心用能时空可调的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量计算

在数字经济背景下,数据中心日益增长的用能规模和灵活迅速的负荷调节能力引起了广泛关注。为促进分布式清洁能源的消纳,本文提出一种考虑数据中心用能时空可调的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量计算方法。首先,对数据中心能耗及运行特性进行建模,并分析数据中心用能时空可调特性;然后,在计及电-气能源网络安全约束的前提下,构建集成数据中心的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量优化模型,利用凸松弛技术和增量分段线性化方法将模型转化为混合整数二阶锥模型求解。最后,在97节点电网和11节点气网算例中,验证了考虑数据中心用能时空可调特性对分布式光伏消纳的促进作用,并分析了电-气能源网络安全约束对分布式光伏最大准入容量的影响。     

多能源微网参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易策略

针对多能源微网（MEMGs）具有丰富可调节资源的特点,基于区域电-气综合能源系统中配-微网络间不同层级的能源交互特性,提出一种MEMGs参与多能源市场的交易框架和多主体主从博弈的交易模型。通过MEMGs策略性参与区域能源市场交易,降低各主体购能成本,实现多个能源市场下多主体互动交易。将配电系统运营商和配气系统运营商视为领导者、各个多能源微网运营商（MEMGO）视为跟随者,以配电网节点边际电价和配气网节点边际气价作为各MEMGO的能源结算价格,构建考虑MEMGs参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易模型;在证明该模型存在Stackelberg均衡解的基础上,通过交替方向乘子法求解所提模型以保证各主体的信息私密性;通过REGESE13-G7和REGESE123-G20测试系统验证了所提多主体交易策略的可行性和有效性。     

菲律宾电力市场浅析及对中国的启示

简要介绍了菲律宾电力市场改革的历程。重点介绍了菲律宾电力市场的市场构成、交易机制和市场运行流程,并对其调度和交易分离的现货市场运行经验进行了分析。同时阐述了菲律宾电力市场的全电量竞价、净额结算,节点边际电价,计划中的辅助服务市场和能量市场联合优化一体化出清,以及双结算体系的特点。最后从市场注册、交易组织、交易执行、交易结算、信息披露、技术支持系统建设等方面给出了对中国的启示。     

Optimal DG placement in deregulated electricity market

This paper presents two new methodologies for optimal placement of distributed generation (DG) in an optimal power flow (OPF) based wholesale electricity market. DG is assumed to participate in real time wholesale electricity market. The problem of optimal placement, including size, is formulated for two different objectives, namely, social welfare maximization and profit maximization. The candidate locations for DG placement are identified on the basis of locational marginal price (LMP). Obtained as lagrangian multiplier associated with active power flow equation for each node, LMP gives the short run marginal cost (SRMC) of electricity. Consumer payment, evaluated as a product of LMP and load at each load bus, is proposed as another ranking to identify candidate nodes for DG placement. The proposed rankings bridges engineering aspects of system operation and economic aspects of market operation and act as good indicators for the placement of DG, especially in a market environment. In order to provide a scenario of variety of DGs available in the market, several cost characteristics are assumed. For each DG cost characteristic, an optimal placement and size is identified for each of the objectives. The proposed methodology is tested in a modified IEEE 14 bus test system.     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

考虑节点边际电价的配电网与多微电网双层鲁棒经济调度

可再生能源出力的不确定性给市场定价机制带来了挑战,实现市场参与者的利益均衡分配成为亟待解决的关键问题。提出一种计及风电出力不确定性的节点边际电价市场出清机制。建立配电网与多微电网协调优化调度的双层模型,上层模型为考虑风电出力及功率交互不确定性的配电网数据驱动鲁棒经济调度模型,下层模型为考虑电价型需求响应的微电网数据驱动鲁棒经济调度模型。通过配电网与微电网之间功率交互与电价信息的传递进行上、下层模型的迭代求解,实现不同市场参与者的利益均衡分配。测试系统的仿真结果验证了所提模型及求解方法的有效性。     

考虑微网市场交易影响的配电网可靠性分析

微网内分布式资源分属于不同主体,市场主体的趋利性市场行为影响微网的源荷功率特性,进而影响电力设备和配电网的可靠性。文中提出了一种考虑微网日前市场交易影响的配电网可靠性分析模型。首先,构建各类市场参与者的日前市场投标策略和市场出清模型。其次,考虑不同时段源荷水平对可靠性的影响,提出载荷相关的元件老化失效模型,并针对源、荷、投标及外部电网电价的随机性及时序性,生成“源-荷-市”联合时序场景。最后,在改进的RBTS BUS 6算例系统上进行仿真分析。结果表明,需求侧分布式资源参与市场能降低峰值时段的元件失效概率且增加系统容量备用,起到一定的削峰填谷作用,根据不同电源的出力水平合理地配置备用容量能有效提高供电可靠性。     

基于智能软开关与市场机制的有源配电网阻塞管理方法

随着高渗透率可再生能源和大规模灵活负荷的广泛接入,在市场环境下用户以实现自身利益最大化的电能生产或消费行为,将可能导致配电网潮流分布在时间及空间上的过度集中,从而出现阻塞问题。文中提出了一种基于智能软开关与市场机制的有源配电网阻塞管理方法。考虑市场环境下灵活负荷的响应特性,建立了基于智能软开关与电价机制的配电网阻塞管理模型,通过将直接控制手段与市场调节机制相结合来解决有源配电网的阻塞问题。采用PGE 69节点算例对所提出的阻塞管理方法进行了分析与验证。结果表明,该方法可以有效解决配电网阻塞问题,且智能软开关对于缓解系统阻塞及降低阻塞费用有显著作用。     

电力市场环境下发电机无功辅助服务定价

为调动发电厂参与无功辅助服务的积极性,确保系统安全稳定运行,并给无功电源建设以正确的价格信号,根据发电厂无功辅助服务成本分析和我国初级电力市场的状况,讨论了一种无功容量电价加无功电量电价的二部制无功辅助服务补偿电价。无功容量电价确保发电机无功容量资本成本得到回收;将发电机的无功辅助服务分为无偿和有偿服务,发电机提供有偿服务时的机会成本和管理成本构成无功电量电价。这种计价方法既简单易行,又维护了无功辅助服务提供者的利益。