电力市场综合模拟系统——实验方法与系统架构研究

对电力市场研究内容的共性和个性进行分析,设计并实现了基于网络的实验经济学和基于代理计算经济学的电力市场综合模拟系统。提出实验人-代理混合实验方法,可在3种实验方法下切换配置多种电力市场模式开展仿真实验。系统采用客户端程序/Web浏览器、应用服务器、数据服务器的3层B/S与C/S混合模式,具备健壮的数据通信与仿真交互架构。设计管理员、教练员和学员3类用户,实验过程严格统一控制,各类用户界面清晰明确。实验参数设置清晰灵活,结果数据直观有序,再现了电力市场运营真实环境。通过某区域电网数据算例,验证了模拟系统的可行性和有效性。     

基于协同进化算法求解寡头电力市场均衡

建立并分析了考虑网络约束且能考虑需求方策略竞价的电力市场线性供给函数模型,在该市场框架中,独立系统运行员通过求解最优潮流来确定发电安排以及节点电价,市场策略性参与者通过竞标来追求最大利润.运用协同进化算法求取市场均衡,协同进化算法系一种智能代理仿真方法,借鉴了生态系统中协同进化机制的理念.多个算例被用来验证协同进化算法的有效性,实验结果表明如果市场存在纯策略均衡,该算法均能够快速收敛到均衡点,运用简便且具有较强的搜索能力.     

基于代理的电力市场仿真的实验设计方法探讨

基于代理的计算经济学已经成为电力市场研究的一种重要方法,但是,作为一种新的方法,还有许多问题没有解决,其中一个基本的问题是研究方法的问题,包括仿真实验的设计方法、仿真结果的分析方法等.文中首先给出了电力市场仿真中一些关键概念的定义,然后以电力市场研究中常用的一种代理学习算法--Roth-Erev法为例,基于一个拥有4个发电商的日前电力市场,进行了市场模型、智能代理模型、实验目的及实验方案的设计.设计了3组实验,根据前2个实验的结果,对基于代理的电力市场仿真实验轮数的设定、实验盘数的设定等问题进行了分析和讨论,最后一个实验对Roth-Erev算法中一些参数的选取问题进行了探讨,展示了其在选取时的矛盾性,并从加强学习法的机理上分析了其原因.     

基于幅值的电压暂降特征量检测方法

分析了现有的电压暂降检测方法,提出了基于幅值的电压暂降特征量检测新方法。该方法通过低通滤波器、根锁相和开平方等环节可快速推导出暂降基波电压的幅值,然后根据暂降基波电压幅值快速推导出相位跳变角。与DVR装置中广泛采用的瞬时电压dq分解法比较,该方法的延时明显减少,可以对电压暂降的特征量进行迅速、准确判断。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于微分博弈理论的静止同步补偿器协同控制

静止同步补偿器(STATCOM)的交流电压控制和直流电压控制的负交互日益引起研究者的重视,需要研究新的控制模型和策略。文中首先介绍了STATCOM直流电压控制和交流电压控制的功能及其之间的关系,推导了带有STATCOM的单机无穷大系统的数学模型。然后引入微分博弈理论,并基于微分博弈协同控制理论设计了一种新的STATCOM协同控制方法来解决STATCOM两控制器之间的负交互作用。最后,采用MATLAB/Simulink对所述控制模型和方法的可行性进行了仿真验证,并且将该控制方法与其他控制方法进行了比较,说明了该控制方法的优越性。     

计及分布式发电和不完全信息可中断负荷选择的电力市场模型

分布式发电（distributed generation,DG）与可中断负荷是智能电网的2种重要资源。针对电力用户停电意愿不尽相同,将配电公司的可中断负荷类型建模为离散分布的随机变量,进而建立具有分布式发电与不完全信息可中断负荷选择的配电公司能量获取模型,综合考虑到发电公司的竞价策略行为,最后建立了完整的不完全信息博弈下的电力市场模型。针对不完全信息博弈的特征,扩展改进了协同进化算法,并用于求解市场贝叶斯纳什均衡。修正的IEEE9节点系统验证了模型与求解方法的有效性。结果表明分布式发电与可中断负荷、发电公司策略行为及不完全信息对市场均衡有着重要的影响。     

基于微分博弈理论的两区域自动发电控制协调方法

随着风电等间歇式能源并网,自动发电控制(AGC)过程中将出现越来越多的区域间功率支援,而各区域都不愿付出过多的调节代价,如机组磨损、额外燃料消耗、偏离经济调度下的运行点造成的损失。解决其间的博弈困局,制定有说服力、稳定的协调运行方案,是调动全网调频资源共同消纳间歇式能源的前提。文中利用微分博弈理论对该问题进行建模并求解,使博弈达到非合作反馈纳什均衡点。在两区域AGC模型上的仿真结果显示,与比例—积分控制和最优控制不同,所提的协调控制策略能保证被各区域自愿、忠实地执行,因为单独改变策略将导致收益下降。     

海上风电的经营期成本计算模型

海上风电是近年来全球新能源发电的新增长点,但电价机制的不完善严重阻碍了海上风电发展进度。文中通过综合分析国内外海上风电定价机制以及海上风电成本结构特征,提出了海上风电经营期成本计算模型,并以中国某省在建及规划中的海上风电场为实例进行了详细分析计算。结果表明,风能资源优势海域具有更低的经营期成本,因此多海域风电场上网电价应区别对待,经营期成本对年均满负荷小时数和初始静态投资额的变动最敏感。     

分时段短期电价预测

分时段电价序列比顺序电价序列的变化特征更单一，有利于电价的分析建模，从而提高预测精度，因此采用各时段电价分别预测的分时段预测方法。该文将相关系数作为选取电价影响因素的标准，考虑了历史电价、负荷、负荷率等影响电价的因素。以小波分析和神经网络作为工具，对不同输入因素和不同预测方法下的电价预测精度进行了研究，并重点比较了基于分时段电价序列的预测方法和基于顺序电价序列的预测方法。算例采用美国新英格兰电力市场历史数据，对其2002年第4季度的电价进行了连续预测。与基于顺序电价序列的预测方法相比，分时段短期电价预测方法能够使平均相对百分比误差下降约3个百分点。     

基于多群体协同进化的电力市场均衡模型

可再生能源配额制及绿证制度作为一种新型的市场交易政策,能够极大地促进新能源的消纳。考虑配额制及绿证制度引入后,电力批发市场和绿证交易市场存在耦合的影响关系,市场中发电商存在相互博弈行为。基于电力市场均衡策略,建立了两个市场协同下的多寡头非合作博弈模型。在电力批发市场中,发电商以古诺形式参与市场竞争。在绿证市场中,绿电商以供给函数形式进行绿证竞争。针对博弈模型,采用多群体协同进化算法对纳什均衡点进行求解,重点对两种市场交互下的发电商策略性行为进行分析。仿真结果表明了模型的有效性及算法的可行性。