促进新能源消纳的光热电站现货交易模式及竞价策略

随着光热电站建设规模的增大,光热电站发电商将具有一定的市场力,有必要研究光热电站作为定价型市场主体参与日前电能量市场的策略。建立一个随机双层优化模型,考虑风电出力的不确定,将全场景可行随机优化算法应用于投标报价问题以处理不确定性,保证在所有场景下决策的可行性。改进的IEEE 30节点测试系统及西北地区实际系统的算例结果验证了所提竞价决策方法在提高光热电站发电商获利能力和社会效益、促进新能源消纳等方面的实用性和有效性。     

基于相对鲁棒CVaR的高不确定性机组日前竞价申报优化

日前电力市场中,机组需提前一天申报竞价信息,高不确定性机组次日实际出力与日前申报出力存在偏差,从而产生弃能及偏差惩罚费用。考虑预测出力存在多种概率分布时的不可比问题和日前竞价的风险决策问题,基于相对鲁棒条件风险价值(relativelyrobustconditionalvalueatrisk,RRCVa R)构建了高不确定性机组日前竞价申报优化模型,并对比了风险中性决策模型和条件风险价值(conditionalvalue at risk,CVa R)决策模型的决策情况。算例分析结果证明了所构建模型的有效性和合理性,并表明在多概率分布不可比时,RRCVa R模型的竞价决策优化结果具有相对较好的利润表现及风险规避能力,竞价决策的CVa R均不高于最大预期尾部损失,且当决策者风险态度趋向保守时,竞价决策的CVa R与风险价值趋于持平,即无超额损失。     

计及碳排放权交易的发电商报价策略研究

基于agent的市场仿真方法描绘了存在二氧化碳排放权交易的市场环境下发电商的报价博弈过程,采用模拟退火Q学习算法模拟了发电商追求利润最大的行为,并给出了市场出清结果,进而分析了碳排放权交易机制对电力市场运营的影响。仿真计算表明,计及二氧化碳排放权交易后,agent发电商能够根据状态改变以利润最大为目标做出有利的报价决策,实施碳排放权交易会促进清洁能源的发展。     

新能源并网下混合式抽水蓄能电站竞价策略

随着我国西北地区新能源规模不断增长,弃风、弃光问题日益突出,建设具有更大储能容量的混合式抽水蓄能电站是目前最具有实践价值的解决方案,研究其在现货市场中的竞价策略具有重要意义。本文以黄河上游规划建设中的梯级混合式抽水蓄能电站为研究对象,构建了一个Stackelberg博弈模型,通过解决一个双层优化问题来实现其在日前市场中的利润最大化,其中,上层代表电站收入最大化问题,下层包括独立系统运营商面临的出清问题。结果表明,日前市场中,混合式抽水蓄能电站会在高电价时放水发电,低电价时抽水蓄能,电站与新能源通过打捆方式参与市场竞价的收益要高于两者联合但不打捆参与方式,且均高于混合式抽水蓄能电站单独参与市场竞价的收益。     

考虑电力市场偏差考核的售电公司鲁棒竞价策略

在当前国内电力市场环境下,偏差电量考核机制的出现给售电公司盈利带来了巨大挑战。运用鲁棒优化方法建立了售电公司在偏差考核机制下的竞价策略模型,模型以售电公司经营利润最大化为目标,提出在不确定的用户电量对经营利润产生最坏影响场景下,基于遗传算法求解最优竞价策略。算例研究表明,鲁棒竞价策略可以有效降低售电公司经营的经济风险、减少偏差考核成本、提高公司利润。     

计及灵活性提升的热电厂日前市场竞价策略

针对含多类型燃煤热电机组与多种电热解耦设备的热电厂在电力现货市场中的报价决策问题,提出了基于价格接受者角色的热-电分步决策竞价模型.首先,依据次日预测价格进行热电厂日前最优产量决策,确定厂内电热解耦设备的运行计划.然后,根据机组调节能力,计算热电厂在次日各时段的发电功率范围;进而,构建分段阶梯形报价曲线.最后,以中国北...     

光储系统参与实时能量-调频市场的运行策略EI北大核心CSCD

由于光伏出力和电力市场价格存在不确定性,现有研究常采用基于概率场景的随机优化方法,但准确的光伏发电和电力市场价格概率密度函数较难获取,且可能由于难以满足投标功率而受到惩罚。为此,提出了基于鲁棒模型预测控制的运行策略。以光储系统在能量和调频市场的联合收益最大为目标函数,计及光伏发电的出力约束和储能的充放电约束、功率约束、电量约束,考虑光伏出力和实时市场价格的不确定性,建立了多时步双层鲁棒优化模型。利用对偶理论将该模型转化为一个混合整数线性规划模型,并采用CPLEX求解该模型。最后,利用实际光伏和储能数据及ERCOT电价数据验证了所提运行策略的有效性。     

考虑光热电站接入的电力系统双层双时间尺度优化调度

为提升含太阳能光热电站电力系统调度控制的跟踪能力和抗扰性能,降低风电和负荷功率等不确定因素对控制效果的影响,基于模型预测控制的优化思想,提出一种包含长时间尺度滚动优化层和短时间尺度动态调整层的优化调度方法。上层以含光热电站系统的运行经济性最优为目标,通过多步滚动求解制定长时间尺度调度计划。下层以跟踪和修正上层调度计划为目标,并在短时间尺度滚动优化平滑功率波动的基础上,引入光热电站的储热调整,进一步应对风电和负荷短时间尺度的功率波动。基于改进IEEE39节点系统进行算例分析。结果表明：通过双层环节协调配合,所提调度方法能够有效抑制风电和负荷的短时功率波动,实现系统经济运行。     

碳电市场环境下火电厂市场竞价策略及交易技术

电力现货市场与碳排放权市场建设的不断推进,为火电厂的生产运营带来了新的机遇与挑战。文中提出了一种碳电市场环境下火电厂市场竞价策略及交易技术。首先,分析了火电机组碳排放权交易及管理办法,研究了碳电市场的关联关系与关键影响因素;然后,基于火电机组出力特性模型与成本模型,计入碳电市场价格分别建立了电力市场、电力市场+免费配额、电力市场+有偿配额3种模式下的机组竞价模型,并进一步提出了以火电机组效益最大化为目标的出力优化模型及求解方法;最后,通过算例仿真验证了所提方法的有效性。     

聚光型太阳能电站与风电场联合优化运行及竞价策略

聚光型太阳能热发电(concentrating solar power,CSP)技术被认为是最具发展前景的可再生能源利用技术之一,其在不增加系统不确定性的前提下,利用蓄热系统(thermal energy storage,TES)使太阳能成为可调度资源。同时,CSP电站具有灵活的调节特性,将其与风电相结合,可以降低系统出力的不确定性并提高可再生能源的消纳能力。该文分析CSP电站的储能特性,建立CSP电站与风电场联合优化运行及竞价模型。该模型对CSP电站各组成部分进行较为详细的建模,计及可再生能源出力和市场价格不确定性的影响。为了提高电力系统的灵活性并增加联合系统的经济收益,考虑CSP电站在参与辅助服务市场竞价的同时为风电场提供平抑出力波动的备用容量。最后,通过算例对模型的有效性进行验证,并分析说明联合竞价策略相较于单独竞价策略的优势。     

计及碳交易的光热电站与风电系统低碳经济调度策略

为保证系统在低碳环保的前提下兼顾风电消纳与经济运行,提出一种考虑碳交易机制的光热电站与风电系统低碳经济调度策略.从低碳技术与低碳政策2个角度出发,将低碳手段与市场机制相结合,搭建考虑碳交易的光热电站与风电系统运行框架,并分析其运行机理;以火电出力承担基荷,建立以综合成本最低为目标的低碳经济调度模型,统筹系统低碳性与经济...     

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。     

碳市场背景下发电商竞价策略及电力市场均衡分析

碳市场交易提高了传统化石能源机组的发电成本,进而影响其在电力市场的竞价行为,电力市场均衡也随之发生改变。文章针对碳市场背景下的电力市场均衡问题建立了双层均衡模型,上层模型为考虑碳成本的发电商最优竞价模型,下层模型为考虑碳配额总量约束的电力市场出清模型,通过最优性条件理论以及二进制展开法、大M法等线性化手段将双层模型转化为混合整数线性规划,基于PJM 5节点系统,求解了多市场环境下有无碳市场的电力市场均衡,分析了碳市场对电力市场均衡状态的影响;同时,基于碳配额总量对电力市场均衡的灵敏度分析发现碳配额总量需适度收紧才能最大程度实现电力低碳减排作用。     

计及光热电站与风氢系统互补运行的低碳经济调度策略

为促进风能高品质利用、降低系统的碳排放水平,提出一种光热电站与风氢系统互补运行方式：将系统弃风作为制氢的电力来源以实现同节点下两者的光热-氢耦合。分析了光热电站中不同电转热环节对系统低碳经济效益的影响,将电转气的氢能利用阶段分为CO2甲烷化和氢燃料电池运行,二者作为低碳技术的有效手段,辅之以绿证-碳交易机制的低碳市场政策,进一步挖掘联合运行系统的减排能力;以系统综合运行成本最低为目标建立低碳经济调度模型,再利用McCormick方法将混合整数非线性优化问题转化为混合整数线性优化问题,并运用CPLEX求解器对模型进行求解;在改进的IEEE 30节点系统上进行仿真验证,通过多场景的设置,对比验证所提策略的有效性。     

多虚拟电厂参与日前电力市场的鲁棒竞标博弈方法EI北大核心CSCD

针对风电出力的不确定性和多元决策主体间的复杂博弈关系对虚拟电厂(VPP)参与日前电力市场的竞标方案的影响,提出了一种基于非合作博弈理论和鲁棒优化思想的多VPP参与日前市场的竞标博弈方法。设计了多VPP同时参与能量市场和调峰市场的非合作博弈框架和相应的交易流程。建立了各VPP在其余竞标主体报价方案的基础上,聚合多种分布式能源参与市场交易的非合作博弈竞标模型。计及风电出力不确定性对VPP运营的影响,通过强对偶理论和鲁棒优化方法将确定性竞标模型扩展为鲁棒优化模型,并在模型中引入了鲁棒调节系数来灵活调整VPP竞标方案的保守性。通过重复执行多轮竞标博弈的求解策略,直至各市场主体均不能从单方面改变投标方案中获利后,确定各VPP在日前市场中的综合出清方案。算例分析表明,所提方法给出了VPP在能量市场和调峰市场的投标优化方案,可为VPP最优参与电力市场多类型交易产品提供参考。     

计及碳交易的电-气耦合型虚拟电厂运行策略优化研究

随着双碳目标的提出,构建清洁低碳,安全高效的能源体系日益迫切。虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)采用大数据等技术手段,将电力作为中心,把各种类型的负荷聚集在一起进行管理,通过协调优化技术降低成本,是重要的碳交易载体。文章构建电-气耦合型虚拟电厂(E-G VPP)参与电力市场和碳市场的架构,研究E-G VPP经济低碳运行策略优化模型。首先,构建了一种E-G VPP典型结构,提出E-G VPP参与电力市场与碳交易市场的交易模式,构建电碳交易协同的E-G VPP运行策略优化模型,并利用遗传算法对模型进行求解。最后,通过算例分析验证所提模型在经济低碳运行上的有效性。     

含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度方法

含储热和电加热的光热电站的出力具有良好的灵活性和可调度性,能够有效提升电力系统调节水平和新能源消纳能力。首先,基于光热电站运行机理,建立含储热及电加热的光热电站运行模型,描述光热电站的能量转换特性及运行约束。进而,以系统运行成本最优为目标,计及系统各项运行约束,建立含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度模型,并利用优化软件CPLEX求解模型。该模型综合考虑光热电站提供备用容量能力、系统运行稳定性及整体经济性,从而确定最优日前调度策略。最后,通过IEEE 39节点系统算例仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

碳排放约束下虚拟电厂鲁棒优化竞标模型

虚拟电厂中的可再生能源发电出力和电力市场的电价具有不确定性特征,在虚拟电厂的竞标中如何处理这些不确定性因素的影响值得深入研究。应用鲁棒优化的方法处理风电出力和电力市场电价的不确定性,同时考虑碳排放约束对虚拟电厂竞标的影响,建立虚拟电厂鲁棒优化竞标模型。算例分析结果验证了所提模型的经济性和鲁棒性,显示了鲁棒优化法处理含有不确定性参数的优化问题的有效性,且碳排放约束会使虚拟电厂竞标策略发生变化。     

基于主从博弈的虚拟电厂参与多元竞争市场投标策略研究

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市场中电价电量不确定性影响下VPP的优化申报问题,提出一种VPP灵活分段投标策略。首先,基于分布式能源运行特性构建了虚拟电厂聚合可调节能力评估方法,在考虑电力平衡需求的基础上,提出按可调节能力划分区间的VPP灵活分段投标策略。然后,构建了虚拟电厂参与日前电力现货市场投标的主从博弈模型,以实现VPP收益及社会效益的最大化。最后,采用强对偶理论和大M法将该均衡约束规划问题(equilibrium problems with equilibrium constraints,EPEC)转化为混合整数线性规划问题(mixed integer linear program,MILP)求解。算例结果表明,VPP采用灵活分段投标策略参与日前电力市场,可以充分利用其可调节能力,保障其投标需求有效中标,有效提升了VPP收益及社会效益。