计及CVaR的负荷聚合商双重市场投标策略

需求侧资源的不确定性给负荷聚合商在双重市场(日前电能市场和日前备用市场)的投标带来了困难。首先分析需求侧资源的不确定性,建立负荷聚合商在双重市场的投资分配和利润模型,该模型以最大化负荷聚合商日利润为目标,并应用粒子群优化算法以及MATLAB调用YALMIP、CPLEX工具箱进行求解。进一步考虑需求侧资源不确定性引起的负荷聚合商利润的风险,分析随着风险偏好系数的改变利润与风险值之间的动态关系以及可中断负荷在双重市场的投标量分配,讨论日前电能市场投标约束对负荷聚合商投标策略和总体利润的影响。算例分析验证了负荷聚合商基于风险的投资策略的有效性。     

考虑负荷聚合商诚信度及用户满意度的日前调峰市场双层优化模型

新能源大规模并网对电力系统调峰带来较大挑战,在传统电源侧调峰空间逐步殆尽的背景下,亟需高效的市场机制引导用户侧灵活负荷主动参与调峰市场以维持电网安全稳定。结合用户实际情况,综合考虑用户满意度及负荷需求,提出了电动汽车、电采暖、储能等灵活负荷聚合参与日前调峰的市场机制,并建立了聚合商参与日前调峰市场出清及用户侧灵活负荷调度的双层优化模型。其中,上层模型考虑负荷聚合商诚信度的影响,以调度成本最低为目标进行日前市场出清;下层模型考虑用户满意度,以签订合同的形式调用用户侧灵活资源。仿真结果验证了将不同负荷聚合进行联合调度的可行性,表明所提出的策略能明显降低系统调度成本,保证市场调峰的可靠性,确保电网安全可靠运行。     

考虑阶梯型碳交易的多负荷聚合商协同优化调度与成本分配

可再生能源的大规模渗透给电力系统的稳定运行带来极大挑战。在供需两侧双重不确定性叠加驱动下,基于终端柔性负荷的需求响应资源亟待挖掘。考虑不同类型用户负荷差异化特性,引入基于合作共赢的多类型负荷聚合商,基于异类负荷响应行为互补特点参与电力系统灵活调度;同时,赋予各负荷聚合商碳交易集成商的双重身份进入碳交易市场,采用预测电负荷法为系统无偿分配碳排放配额,构建奖惩阶梯型碳交易模型。以多个负荷聚合商合作联盟运营成本之和最小为目标,构建多聚合商间交互合作的日前优化模型并进行求解;引入合作博弈Shapley值法,根据各参与者对合作联盟运营的贡献度,进行成本分摊。结果表明,合作运营机制下,联盟整体和个体的运营成本及碳排放量均大幅降低。     

基于负荷类型细分的负荷聚合商日前投标非合作博弈模型

负荷聚合商能整合中小负荷资源并为其提供参与市场调节的机会,以提高需求响应效率。提出了一种基于负荷类型细分和非合作博弈的负荷聚合商日前投标模型,一方面根据居民柔性负荷的不同用电特性进行典型分类并将每一类负荷作为研究对象,避免了以家庭为控制单位参与投标的复杂度;另一方面在开放电力市场下,不同于常规多目标集中优化,引入博弈思想协调优化各聚合商作为独立决策主体的利益。根据物理特性将居民柔性负荷分成4类,并基于用户使用习惯和舒适度建立负荷模型;在市场电价的引导下,基于用户黏性理论优化聚合商售电电价,建立负荷聚合商日前投标决策模型并进行算例分析。仿真结果表明,所建立的负荷聚合商投标决策模型通过对居民负荷的分类聚合和补偿,在计划调度层面能有效减少电网峰时负荷和平抑峰时电价,提高负荷聚合商的利润,降低用户用电成本。     

考虑用户违约可能的负荷聚合商储能配置策略

负荷聚合商聚合可调节的柔性负荷资源参与市场,可为市场带来巨大经济效益,但用户用电意愿导致的违约风险将给市场实时电量平衡带来威胁。为提高负荷聚合商参与市场的质量,文中利用储能装置作为其提高供能平稳性的手段,为负荷聚合商建立了基于市场等级化补偿规则的储能容量优化模型。对分布在有界范围内的用户违约电量采用截断正态分布来模拟,并根据用户合同违约百分比对负荷聚合商实行等级化补偿规则。PJM历史负荷数据仿真表明,该模型可以为负荷聚合商规避用户侧可能出现的违约行为提供储能优化配置策略,且市场规则的合理设置可以激励负荷聚合商提升其资源等级,从而有利于整个市场的稳定可靠运行。     

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源,并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此,聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度,进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源,提出基于价格激励的需求响应机制,建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而,以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型,求解模型获得聚合商最优补偿定价策略,分析用户用电弹性以优化用户响应。最后,采用美国PJM市场数据进行算例仿真,结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异,有效降低用户综合成本,通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。     

基于非合作博弈的居民负荷分层调度模型

为促进居民用户柔性负荷资源有效参与需求响应,可以利用负荷聚合商来聚合用户负荷资源参与电网调度。通过将居民用户的柔性负荷进行分类,建立电网公司、负荷聚合商和居民用户的分层调度模型。在日前投标环节,构建了以聚合商利润最大化为目标的日前投标博弈模型,利用非合作博弈思想对聚合商在日前投标市场进行分析,并给出了博弈纳什均衡解的存在性证明;在实时调度环节,聚合商以分类柔性负荷各自用电物理特性作为约束条件,以实时调度和日前投标量之间的偏差最小作为目标函数对用户分类柔性负荷进行实时调度,使得在不影响用户舒适度情况下提高聚合商的利润。算例仿真分析结果表明,所建立的分层调度模型可有效实现居民负荷的需求响应,并使得电网公司、负荷聚合商和用户三方均受益。     

计及分布式发电出力与电价不确定性的负荷聚合商电能获取策略

随着电力系统中间歇性可再生能源发电和电动汽车负荷的渗透率不断提高,新的市场参与者的加入,电力系统运行和电力市场运营中的不确定因素随之增加,为负荷聚合商(load aggregator,LA)的运营和管理带来了新的问题甚至挑战。LA从日前电力批发市场购买电能时需考虑这些不确定因素,并充分利用需求侧资源,在追求利益最大化的同时有效控制风险成本。首先,分布式发电(distributed generation,DG)出力与日前市场电价分别描述为在各自区间内波动的随机变量。之后,以LA的收益最大化为目标,建立考虑DG与需求响应的从日前市场获取电能的鲁棒双层优化模型。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例说明所提方法的可行性与有效性。     

负荷聚合商参与可中断负荷项目的成本效益分析

负荷聚合商可以整合中小型需求响应资源以向电网提供备用。在考虑不同用户的负荷特性的基础上,讨论了负荷聚合商和用户签订的不同类型合同。提出了负荷聚合商的运营机制,包括中断补偿方案、向用户提供前期补贴以及参与系统供需平衡调节。提出了用户、负荷聚合商、电网的成本效益计算模型,研究了各方相互间的影响。最后,基于算例分析了各方成本效益变化特点,验证了额外补贴对各方成本效益的协调作用、补偿方案对聚合商益本比的影响以及参与系统供需平衡调节对各方的影响,并给出了实施项目的相关建议。     

考虑用户调节行为多样性的空调负荷聚合商日前调度策略

空调负荷作为重要的柔性负荷资源之一,通过负荷聚合商参与电网调控,对改善夏季电网的负荷特性具有重要意义。然而聚合商通过分组控制方式无法最大化地利用空调的可调潜力,并且对用户舒适度有一定影响。从负荷聚合商的角度出发,对用户空调负荷分别采用温度设定值控制,以保持用户调节行为的多样性。在最大化挖掘负荷可调潜力的同时保证用户舒适度,提出了一种基于用户空调负荷温度控制的负荷聚合商日前调度双层优化模型。模型上层以负荷聚合商利益最大为优化目标,下层考虑用户舒适度差异以用户整体不舒适度水平最小为优化目标。采用粒子群整数规划算法进行求解获得单台空调设备设定温度的调节量。通过仿真验证表明,所提日前调度策略可以在给电网提供一定削峰能力的同时,充分挖掘空调负荷的可调潜力,保证负荷聚合商获得最大化利益并且用户舒适度水平更高。     

负荷聚合商参与调峰市场调度权综合评价模型研究

用户侧可调节负荷参与调峰市场的发展前景广阔,为保证调峰市场负荷聚合商公平竞争,建立了负荷聚合商参与日前调峰市场的调度权综合评价模型。首先针对不同负荷聚合商的响应调峰特性,基于负荷聚合商的申报信息以及历史响应情况,从技术类、经济类、社会类、自然环境类4个方面建立负荷聚合商的指标体系;然后基于熵权法和TOPSIS法构建综合评价模型,对负荷聚合商进行排序,确定不同负荷聚合商的调度权;最后对某地区负荷聚合商进行实例验证,结果表明所提方法能确定参与调峰市场的负荷聚合商类别和优先调度权。     

储能聚合商自营共享模式下电能交易方法

针对用户侧分布式储能成本较高、利用率低、运营模式单一等问题,提出了一种兼具电能自营和储能共享模式的储能聚合商(ESA)自营共享电能交易方法,ESA分别从与电网公司、用户的电能交易中获益。基于分时电价和用户负荷预测,建立ESA控制储能充放电的日前优化模型,以ESA与电网之间的交易成本最小化为目标,获得ESA日前各时段的充放电电量,并将其作为ESA实时优化和定价的储能控制策略。以最大化ESA效益为主目标、最大化用户日效益为从目标,以内部电价为控制变量、用户用电量为状态变量,以内部电价限价、用电刚性需求等为约束,建立一种基于主从博弈的电能交易实时优化模型。算例仿真表明：ESA对日前储能充放电的决策获得了最低购电成本;主从博弈优化的电能交易决策了内部电价,提升了ESA和用户的经济效益。ESA自营共享电能交易方法是电力系统在共享经济模式下的有效尝试。     

面向多级市场出清的负荷聚合商联合交易策略

在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下,电网将面临灵活性资源严重不足的问题,亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架,基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场,提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型,系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场,提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型,系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。     

基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度研究

为促进电动汽车与电网协调发展,提出了一种基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度模型。在日前调度中,负荷聚合商根据电力公司公布的次日需要削减负荷时段。通过对电动汽车用户行为特性的预测,以最大化电动汽车放电量为目标对可控容量进行预测,并参与需求侧放电竞价。电力公司根据负荷聚合商在各时段的出力和报价,以最小化负荷调度成本为目标优化调度计划。在实时调度中,负荷聚合商以最大化其利益为目标对电动汽车进行充放电调度,使得在满足电动汽车用户充电需求的同时,降低充电成本和调度偏差。算例分析表明,电动汽车通过负荷聚合商参与需求侧放电竞价可以起到削峰填谷的作用,对预测精度的分析可以为负荷聚合商的投标决策提供指导。     

计及差异化服务费定价的电动汽车聚合商两阶段调度策略

电动汽车(electric vehicle, EV)是极具调节潜力的需求侧资源，针对现货市场环境下的电动汽车聚合商(electric vehicle aggregator, EVA)整合和调度EV负荷资源的问题进行研究。首先，考虑EV的车-桩充电负荷差异化建立了EV充电模型。其次，以EVA运营收益最大为目标，兼顾EV车主利益，基于主从博弈关系建立EVA日前优化模型；模型基于场景的随机优化方法考虑市场日前电价的不确定性，解得差异化EV充电服务费价格和EVA日前购电计划。随后，基于能量共享模式对各类EV进行日内滚动优化调度，减小EV接入不确定性给EVA差额交易带来的额外成本。最后，以某市区电动汽车聚合商为案例开展分析，结果表明所提两阶段调度策略能有效应对EV接入不确定性与市场电价不确定性，实现EVA与EV双赢。     

市场环境下考虑需求响应的虚拟电厂经济调度

虚拟电厂作为能源互联网中的重要组成部分,在聚合分布式能源和用户侧资源、完善电力市场交易体制等方面发挥着重要作用。由于虚拟电厂中新能源装机容量较大,其出力具有随机性,导致其在电力市场中需要承担惩罚费用。提出以虚拟电厂聚合分布式能源为多类负荷提供电能服务,首先通过蒙特卡洛抽样建立了分布式电源出力不确定性模型。随后在考虑需求响应的前提下,建立了虚拟电厂与用户侧的双层优化模型,以虚拟电厂净收益为上层目标函数,综合考虑市场交易收益、售电收益、发电成本等因素;以用户侧购电成本为下层目标函数,对用户的购电行为、响应行为进行优化。最后,通过算例验证了该模型能够减少虚拟电厂在电力市场中的投标偏差,提高运营收益,并有效降低负荷的购电成本。     

计及用户贡献度的电动汽车主从博弈差异化充电套餐设计

随着电力市场体制改革的不断深化,为改善国内大部分城市尚未达到激励大规模电动汽车(EV)参与需求响应的现状,并充分调动EV用户参与碳市场、绿电市场的积极性,提出了一种基于EV用户画像的多市场融合充电套餐策略。在保障用户充电满意度的前提下,激励用户改变自身的充电行为,降低电网负荷峰谷差,实现EV聚合商的利润最大化。构建了主方以EV聚合商利润最大化为目标的套餐制定模型和从方以用户效用最大化为目标的套餐决策模型,采用Nash-Q算法求出纳什均衡解。通过实例表明差异化充电套餐策略有效提高了EV聚合商的营业利润、降低了用户充电成本。     

市场环境下考虑需求响应的虚拟电厂经济调度

虚拟电厂作为能源互联网中的重要组成部分,在聚合分布式能源和用户侧资源、完善电力市场交易体制等方面发挥着重要作用。由于虚拟电厂中新能源装机容量较大,其出力具有随机性,导致其在电力市场中需要承担惩罚费用。提出以虚拟电厂聚合分布式能源为多类负荷提供电能服务,首先通过蒙特卡洛抽样建立了分布式电源出力不确定性模型。随后在考虑需求响应的前提下,建立了虚拟电厂与用户侧的双层优化模型,以虚拟电厂净收益为上层目标函数,综合考虑市场交易收益、售电收益、发电成本等因素;以用户侧购电成本为下层目标函数,对用户的购电行为、响应行为进行优化。最后,通过算例验证了该模型能够减少虚拟电厂在电力市场中的投标偏差,提高运营收益,并有效降低负荷的购电成本。     

考虑售电侧开放的激励型需求响应日前调度策略

需求响应将需求侧作为供电侧电能的可替代资源加以利用,在售电侧开放的电力市场中将得到越来越多的应用。首先分析了售电侧开放的电力市场结构,提出需求响应聚合商的概念,建立基于激励的需求响应聚合商模型。通过类比传统的发电机组,建立需求响应聚合商成本模型。在考虑需求响应特点的运行约束条件下,建立需求响应聚合商、电力零售商以及传统发电机组共同参与系统调度的优化模型,算例分析表明需求响应聚合商可以降低了系统运行成本,并减少了弃风、弃光量和削负荷,达到代替一部分传统发电资源的效果。     

空调负荷参与配电网光伏消纳两阶段调度策略研究

针对大规模光伏并网给配电网带来的电网运行问题,考虑空调负荷的需求响应能力,提出一种空调负荷参与配电网光伏消纳的两阶段调度策略.第一阶段,在微网层中,各空调负荷聚合商根据微网运营商在日前制定的光伏消纳计划,基于非合作博弈,共同进行市场投标,以确定日前调度计划;第二阶段,在配网层中,当微网自身无法完全消纳光伏出力,功率返送主网,导致网络中出现电压越限时,电网公司利用空调负荷的需求响应能力调节电压.仿真分析结果表明,所提策略在提升光伏消纳效果,调节配电网电压的同时,还提高了空调负荷聚合商的收益,减少了微网运营商和电网公司的调控成本.