基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。     

基于交互能源机制的产消者能量管理方法

光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。     

考虑需求侧灵活性资源的区域电能共享市场模型

提出考虑需求侧灵活性资源、用于区域电能共享市场的双侧竞拍机制,市场内包含分布式太阳能产消者和消费者。假设所有产消者和消费者形成的代理商拥有灵活的可按需求响应利用的聚合电动汽车和储能设备。首先,采用鲁棒虚拟电池模型描述价格激励下聚合电动汽车灵活性,实现可靠经济地扩大储能容量。然后,代理商在区域电能共享中设置最优的储能系统充放电计划,降低用电成本。之后,将管理好的产消者和消费者用于市场,为计算双侧竞拍市场的现货价格,所有区域产消者和消费者采用非合作博弈。提出迭代算法用于出清市场和最小化供需电能不确定性。最后,以区域内10个代理商为例,验证描述需求侧灵活性资源的虚拟电池模型和区域电能共享市场模型有效性。     

P2P模式下产消者交易模型建立与仿真验证

随着新电改环境下售电侧放开,越来越多的产消者资源愿意参与到电力市场中以减少自身的用电开支,如何在P2P（peer-to-peer）交易模式下制定产消者购售电模型成为一个亟待解决的问题。首先,以含光伏（photovoltaic, PV）,微型燃气轮机和固定负荷资源组成的多个产消者集群为研究对象,建立了产消者资源约束模型。其次,采用拉格朗日对偶分解原理和次梯度法以产消者运行成本最小为目标制定了基于P2P市场交易模式的产消者购售电计划。在保证用户的信息安全的同时实现了产消者之间的P2P电能共享。最后通过算例验证了所提策略的合理性和有效性。     

计及条件风险价值和综合需求响应的产消者能量共享激励策略

随着分布式新能源的广泛普及和用户用能需求的多元化，在综合能源交易市场下研究如何优化产消者的能源调度，并解决其剩余能源的交易问题具有重要意义。为此，该文提出了一种由综合能源服务商主导的产消者能量共享优化激励策略。首先，构建由综合能源服务商主导的产消者能量共享实施架构，并给出产消者中的能量枢纽模型；其次，考虑到新能源出力和产消者用能的不确定性，建立了计及条件风险价值和综合需求响应的产消者模型以及综合能源服务商模型；然后，建立产消者能量共享模型，并提出了基于市场贡献的利益再分配策略；最后，通过仿真验证了所提策略能够有效降低产消者的经济成本，提高参与各方的积极性，并为产消者在经济效益和风险水平之间的平衡提供了参考。     

支持现货市场的分布式电力交易机制设计与实现

伴随电力体制改革的不断深入和分布式能源的大量接入,电力现货交易的商业模式正在被不断探索,亟需提出新的交易机制来适应新的商业模式。首先,基于去中心化的思想设计了一种适用于日内现货市场的分布式电力交易机制,激励产消者根据自身实际发电能力或用电情况发起实时的点对点交易需求,就近与周边产消者用户直接进行交易。然后,应用区块链技术以智能合约的形式规定交易规则,明确产消者的权利与义务。最后,结合智能电表与智能终端搭建具有两层互操作层的分布式电力交易平台,多信息融合通信,支撑交易自动出清与结算。提出的分布式电力交易机制可实现产消者点对点多边竞价交易,鼓励产消者合理申报交易需求,实现能源的高效分配、合理利用。     

需求侧用电权交易及其模型的研究

在借鉴当前电力需求侧管理机制的基础上,提出了用电权交易的思路及交易机制,即电力用户通过双边交易转让电力使用权,从而实现需求侧能耗自调整,这有利于优化电能资源的配置、提高社会效益.文中以优化电能资源配置为目标建立了用电权合约交易模型,并从电力用户角度给出了用电权合约交易执行价格的计算方法,同时分析了它与合同方的收益改变量函数之间的关系.对用电权交易的分析表明:它能够优化需求侧用电并提高社会效益.     

基于有机朗肯循环系统的分布式多能源交易机制

分布式可再生能源发电的发展可使传统电力用户也可以成为电力提供方, 即所谓的电力产消者(Prosumer)。电力产消者可通过电力交易获利。除电力外,天然气和热能也是需求侧广泛采用的能源形式。随着能源转换技术的快速发展和商业化,如有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）、电转气技术以及多种能源形式间的转换和分布式交易成为提高终端用能效率和社会效益的可行途径。在此背景下,文章研究产消者通过ORC系统进行分布式多能源交易的机制。首先,给出一种包含ORC系统的能源中心架构,建立ORC系统的稳态数学模型。然后,介绍传统的集中式交易模型,并根据在交易过程中是否包含可信赖的第三方机构,提出两种可行的分布式交易机制。基于所提出的分布式交易机制构建了交易优化模型,并采用交替方向乘子法 (alternating direction method of multipliers, ADMM) 进行分布式优化。最后,采用IEEE 123节点配电系统对所提出的分布式交易机制进行说明,分析通过ORC系统进行多能源转换和交易的经济效益及技术要求,并对两种分布式交易机制进行比较。     

计及电动汽车及多类需求响应的电力用户能量管理鲁棒模型

近年来,分布式能源呈规模化并网运行,导致传统电力用户从单纯的电能消费者逐步演变为兼具电能生产与消费能力的产消者,并可在市场电价的引导下有序参与市场交易。然而,受自身容量的限制,产消者难以承受市场电价波动性、光伏出力随机性带来的风险。为此,提出了一种基于鲁棒优化的产消者能量管理模型,首先构建了含电动汽车以及多类需求响应资源的产消者能量管理模型;在此基础上,考虑电价波动性以及光伏出力的随机性,构建了计及电价、光伏不确定性的产消者能量管理鲁棒模型,分析了鲁棒系数对产消者整体效益以及能量管理策略的影响。最后,采用改进灰狼算法实现了模型的高效求解。     

高比例光伏电能产消群电力需求响应机制设计

为实现配电侧高比例光伏电能的高效消纳,设计了一种基于弹性电价的电力需求响应机制。从光伏电力产消群(简称产消群)经济效益角度出发,提出了二次型产消者响应电量条件。为了描述产消者响应的不平衡电量对不同时刻的电力需求影响,定义了自弹系数和互弹系数。根据分时电价响应模型,将供用电不平衡量与电价耦合,构建产消群弹性电价模型,同时考虑了环境效益补贴。给出了以各产消者为主体的多边电力互济交易流程。算例分析表明,所提机制能够为高比例光伏电能产消群带来经济效益,对降低产消群实时发、用电的不平衡电量具有一定作用。     

基于区块链技术的分布式电力市场交易平台研究

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式电力市场交易平台,利用区块链技术去中心化、开放性、匿名性及安全可靠性等优势,建立基于电力交易智能合约的分布式电力交易机制,采取分布式出清交易方式满足大规模电力交易需求,适应大规模可再生能源的迅速发展。     

考虑灵活块交易的电力现货市场出清模型

灵活块交易是国外电力现货市场新设计的交易品种。该交易品种允许发电企业、电力用户根据自身的发电技术特征与用电实际需求,选择多样化、个性化的交易方式,以增加市场的流动性,这对于在中国开展电力现货市场建设试点具有借鉴价值。为此,文中首先简要介绍了北欧电力现货市场的运行机制,描述了现货市场中小时交易、灵活小时交易、块交易等交易品种的定义与特点。在此基础上,结合现货市场交易机制设计,重点构建了考虑灵活块交易的现货市场出清模型。由于该模型属于多时段、大规模、非线性混合整数规划问题,因此为提高该模型的求解效率,提出了降低模型非线性程度的线性化建模方法。最后,通过算例分析验证了所提模型与求解方法的正确性和有效性。     

计及风险约束的虚拟电厂二阶段最优调度策略研究

为了实现能源的高效利用,提出一种计及风险约束的虚拟电厂二阶段最优调度策略。首先,虚拟电厂提交日前电能市场和旋转备用市场中每个交易时段的投标参量;然后,基于日前电能市场和旋转备用市场的清算结果,虚拟电厂与主电网进行交易,针对每个交易时段对分布式发电机组、储能装置和需求侧灵活资源进行实时调度。同时,利用条件风险价值量化不确定性对虚拟电厂造成的风险,引入风险规避加权参数对虚拟电厂收益与风险进行权衡,以模拟虚拟电厂运营商在不同条件下的风险规避行为。最后采用算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

泛在电力物联网下基于区块链的分布式资源参与电力市场交易

对当前分布式资源消纳问题进行分析,并对区块链应用现状进行研究,结合当前电力体制改革政策及泛在电力物联网建设情况,对区块链技术在电力市场中应用进行展望,提出考虑用户响应的售电公司决策模型及含分布式电源用户的区域多边电力交易模型。依据行为特性设置更为合理的偏差考核机制用以完善现有购电双边合同,将用户可削减负荷作为虚拟发电资源参与实时市场竞争,以发挥负荷的柔性特征;设置考虑需求响应的购售电报价策略,并基于区块链技术构建含分布式资源的区域多边电力交易,为区块链技术在电力市场中的应用提供模型参考。     

计及源荷双边性能指标的市场交易模型

高比例可再生能源电网内,为促进优质可控电源与可控负荷的发展,提高系统供需平衡的调节能力,考虑电源和负荷响应性能进行电力市场交易模式设计。在电源侧引入机组的调节性能指标;在负荷侧设置负荷聚合商参与市场的场景,并考虑负荷响应偏差的随机性进而提出负荷响应性能指标,以区分不同响应特性带来的运行成本差异。为合理协调计及性能指标的源荷双边资源,设计了两阶段的差异化出清机制。以系统总运行成本最小化为目标,构建有负荷聚合商参与的日前市场出清模型。通过算例结果表明,计及源荷双边性能指标的交易模型,可以引导资源的优化配置,降低市场的风险和损失。     

区域共同电力市场交易机理与交易模型的研究

区域电力市场的建立是让资源在更广泛的范围内由市场来配置,其设计必须有利于促进区域内各省(含自治区、直辖市,下同)经济和电力工业的持续、协调发展,有利于市场风险的规避。同时,必须考虑以下问题:区域电网与省级电网之间的配合;各方利益的平衡、协调和资源配置的公平;如何保证电网的安全稳定运行;市场交易与电网调度的有效配合。基于上述原则,剖析了区域共同市场模式的交易机理,设计了几种兼顾电网调度、电网安全稳定运行(电网安全校核)与市场交易相协调的区域共同市场模式(模型)和交易机制,分析了每种模式的优缺点,设定了每种模式实现的前提条件,提出了由区域共同市场向统一市场过渡的几种过渡方式。     

基于弹性负荷跟踪电量平衡的交易机制与模式研究

将负荷侧弹性负荷资源作为电力市场交易的产品,开展负荷侧弹性负荷跟踪电力系统电量供需平衡的交易市场机制与模式研究。首先结合负荷侧弹性负荷用电规律定义了弹性负荷资源并构建了汇聚负荷弹性资源的架构,设计负荷侧弹性资源参与交易的申报、出清流程。其次,根据电力市场原则,提出了负荷弹性资源跟踪电力系统电量供需平衡优化模型,设计了交易的原则、机制以及效益模型。最后,通过算例对负荷弹性资源跟踪新能源发电出力波动进行验证。     

基于复式竞价撮合的电力市场交易模式设计与实践

售电侧放开增强了市场多主体间的激烈竞争,制定科学合理的电力市场交易机制对于促进电力市场发展具有重要意义。针对目前电力市场主体意识薄弱、双边协商过程反复以及协商成本高等问题,提出了一种基于复式竞价撮合的电力市场竞价模式,主要将集中竞价、双挂双摘和火电匹配有机融合,将水电交易与火电交易统一安排,实现以集中竞价发现价格、以双挂双摘促成交易、以火电匹配方便用户的市场化交易方式。其次,在详细描述复式竞价撮合交易的设计思路和相关特征的基础上,构建了以社会福利最大化为目标的数学模型和计算方法。最后,将所提出的竞价模式应用于四川电力市场进行了实践证明,相关结果表明复式竞价撮合交易模式的用户侧成交率达到88.2%,用户侧成交量比单模式下集中竞价和双向挂牌竞价分别提高了23%和14%,有效节省了市场主体时间成本,解决了电力市场竞争不充分、参与市场竞争难以及市场信息不对称等问题。