兼顾激励相容的水电富集电网中长期电力市场交易模型

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。     

含双边储备市场及绿证交易的现货市场分析

构建适宜于清洁能源消纳的现货市场是当前我国电力市场的建设重点,提出一种含双边储备市场及绿证交易的现货市场交易机制。首先,引入促进风电并网交易的绿色证书交易机制。结合当前国内清洁能源市场形势,提出绿证强制交易配额制度,确定绿色证书交易数额及定价模型。其次,为减少风电因投标偏差产生的高额考核费用,引入风电商参与购售电交易的双边储备市场。在该市场机制下,火电商作为交易电量的提供者与风电商进行购售博弈。采用古诺模型和鲁宾斯坦模型相结合后的变形模型,对双边储备市场的交易电量和交易电价进行求解。然后,通过蒙特卡洛模拟和场景缩减技术模拟风电的实际出力,代入函数模型对发电商的利润进行求解。仿真结果表明,同时参与日前市场与双边储备市场进行交易的风电商可以合理规避偏差惩罚,同时各个发电商的购售利润均有提升,验证了所提模型的合理性和有效性。     

储能参与下的中长期电力市场合约转让机制灵活性研究

介绍了电力市场中长期合约转让交易机制的相关概念,在现有合约转让交易机制研究的基础上,制定了储能在中长期合约转让交易中的参与原则。从技术、经济、政策3个方面分析了储能参与合约转让交易的可行性,并以抽水蓄能为例,建立了合约转让过程中储能的交易模型,提出了基于讨价还价博弈模型的储能方报价策略。最后,以某省水火电合约转让交易计算结果作为对比,验证了储能参与合约转让的可行性与经济性。研究结果可为中长期市场合约转让交易机制的灵活性改造提供借鉴。     

基于卖方灵活电力合约的风电中长期交易策略

风力发电商在一些发达国家已作为独立的主体参与电力市场交易。文章构建了风电交易的灵活电力合约模型,并提出了风电商在中长期市场基于卖方灵活电力合约的交易策略。风电商可以在各阶段开始时刻根据市场状况和自身出力预测情况灵活安排阶段内各时段的合约电量,以使自身收益最大化。文章着重研究了合约电量的优化决策问题,提出了基于随机动态规划的模型和求解方法。算例中使用时间序列法进行风速和电价的模拟和预测,通过几种交易方案的比较,说明卖方灵活电力合约能够显著提升风电商的收益水平,同时有效控制收益风险。     

考虑碳减排的风电消纳中长期机组组合研究

随着风电接入规模的逐渐扩大,风电消纳问题的解决愈加重要。在低碳减排的背景下,提出了一种考虑碳减排的风电消纳中长期机组组合模型。该模型以综合成本最小为目标函数,并引入了碳交易机制,兼顾低碳性要求,建立了包含火电、燃气轮机、水电、抽水蓄能站、风电以及碳捕集和电转气设备的系统模型,综合考虑机组出力、机组起动、运行成本、电量平衡和备用容量等约束,对系统的风电消纳策略进行了阐述,并对不同情形下系统的综合成本、碳交易成本和碳排放量等进行了对比分析。算例结果表明该模型能够在中长期实现风电完全消纳和低碳排放,并保持一定的经济性。     

考虑风电最大化消纳的电力系统多目标优化

风电出力存在随机性和波动性,可灵活调节电源配置比例偏低,给风电消纳带来巨大挑战。为实现风电最大化消纳,提高电力系统经济运行效益,本文构建了考虑购电成本最小、风电消纳电量最大的多目标优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法对优化模型求解;搭建含5台火电机组、1个风电场的电力系统模型,仿真验证了多目标模型及算法的有效性,实现了购电成本最小和风电消纳电量最大的目标。     

基于随机规划的水电站中长期合约电量优化策略

在电力市场环境下,由于径流和日前市场电价的随机性对水电站收益有显著影响,水电站愈加关注考虑其收益随机性的中长期合约电量优化策略问题,因此提出一种基于随机线性规划的水电站中长期合约电量决策模型。该模型以基于不同场景构建方法得到的场景树模型表示径流和电价的随机性,将远期合约决策与日前市场交易决策视为随机规划框架下的不同阶段决策。通过与预测值模型的比较分析,随机线性规划模型由于充分考虑了随机性的影响而保证了其收益的优越性。此外,通过与不同决策模式下的随机规划模型进行比较分析,2种模型对水电站远期合约决策及收益影响的相似性进一步验证了随机线性规划模型的有效性,为随机线性规划在水电站中长期合约电量优化决策问题中的应用提供参考。     

含分布式电源及灵活负荷的配电网电量合约市场

针对含有分布式电源和灵活负荷的配电网电量合约市场,首先介绍了市场结构、交易流程和合约内容,并对市场中各组成部分进行了建模。利用Copula理论,对分布式电源出力的随机特性及相关性进行计算,从而在已知预测出力情况下得到分布式电源实际出力的条件概率密度。在此基础上,以最小化总购电成本为目标,考虑本地电量平衡概率约束,建立了电量合约市场集中出清优化模型。基于Shapley值衡量负荷灵活性对降低购电总成本的贡献,进而提出了购电成本分摊方法。通过算例分析了分布式电源自身预测精度、与其他电源互补性以及负荷灵活性对最终合约电价的影响。验证了所提出的模型能够将电源和负荷的特性反应在最终的电价上,利用市场的手段来匹配分布式电源的不确定性和灵活负荷的灵活性,从而减少配电网给输电网带来的电量平衡方面的压力,促进分布式电源的就地消纳。     

基于期望效用-熵的风电交易风险控制方法

在逐步开放的电力市场环境下,发电商可通过在合约市场以及现货市场等不同类型的市场中合理分配交易电量来规避交易风险。在此背景下,针对溢价机制下风电商在电力市场中的电量分配问题,综合考虑了现货电价的不确定性、风电出力的波动性以及风电商对风险的喜好程度等因素,提出了基于期望效用&-熵的风电商电量分配决策模型。应用该模型,对风电商在年度合约市场、月度合约市场以及现货市场3个市场的总发电量分配进行了计算。计算结果表明：该模型能够反映风电商对市场风险的偏好程度改变时的决策特征,可使风电商在获得其期望收益水平的同时降低交易风险。     

气电联合系统的双向优化调度

针对气电联合系统双向互联的发展需求,该文提出了含电转气和燃气轮机热电解耦的双向优化调度模型。在电至气与气至电两个方向,分别建立净效益最大电转气容量配置模型与考虑弃风成本、燃气轮机热电解耦的发电总成本最小模型,运用带权极小模函数和遗传算法对电转气设备净效益与系统发电总成本间的矛盾问题进行求解。研究结果表明电转气设备能够提高风电消纳能力并产生较高的净效益,热电解耦提高了燃气轮机发电的灵活性且减小了发电成本。     

考虑清洁能源消纳的售电商滚动修正月度市场交易策略

在深化电力市场改革以及促进需求侧消纳清洁能源的背景下,售电商需综合考虑火电年度合同电量以及清洁能源消纳年度合同电量,在合理安排年度合同电量分解的基础上,根据月度用电量预测偏差优化月度市场交易策略,构建了售电商月度购电滚动修正优化策略框架.基于月度市场电价波动风险分析,提出了年度合同电量分解到月度合同电量的进度系数.考虑了清洁能源出力波动的季节性修正因子,从而建立了满足偏差考核的售电商月度最优购电策略模型.算例分析了电价波动以及清洁能源消纳年度合同电量对售电商月度市场竞价策略的影响,对售电商承担新能源消纳权责、降低竞价风险、满足偏差考核具有现实意义.     

基于分段电价的跨区风电消纳

大规模风电跨区输送越来越频繁,加大了受端区域电力系统的调节压力,严重影响了风电的消纳能力。针对这一问题,提出一种基于分段电价的风电消纳方法。该方法以电网公司购电总费用最小为目标,考虑火电和抽蓄各自参与风电消纳的边际成本效益,并通过对风电不同电量部分施行分段电价,使得电网公司、风电厂、火电厂和抽蓄电站等多个主体之间利益均衡,增加系统对风电的消纳,同时从理论上证明该方法与弃风惩罚方法原理上的等效性。仿真算例验证了该方法的有效性。仿真结果表明该方法能够显著减少弃风,在不降低电网企业利益的同时,提高火电和抽蓄电站参与风电消纳的积极性,增加风电企业的收益。     

计及电转气运行成本的综合能源系统多目标日前优化调度

电转气技术为弃风消纳提供了新的途径,将是未来综合能源系统的重要支撑技术之一。在考虑电转气运行成本的基础上,分析其对综合能源系统风电接纳能力与运行经济性的影响,并针对其较高的运行成本与较好的弃风消纳效果间的矛盾问题,提出一种多目标日前优化调度模型。首先,建立电转气及其运行成本模型,并给出含电转气的能源集线器模型。继而,针对电转气运行成本较高时系统在运行经济性与风电接纳能力间存在的矛盾关系,通过多目标加权模糊规划方法进行协调。最后,以9节点能源集线器系统为例对所提模型进行仿真计算,通过结果分析证明了综合能源系统中计及电转气运行成本的必要性,以及兼顾考虑经济性与风电接纳能力的可行性。     

计及电转气热回收的综合能源系统蓄热罐容量规划与运行策略

针对电转气的强放热反应特性未得到充分重视和仅配置储热来增大风电消纳空间的方法存在局限的现状,在分析和考虑电转气热回收价值的基础上,建立兼顾规划经济性和弃风率的综合能源系统蓄热罐容量多目标优化模型,并使用法线边界交叉(NBI)法提供可行的求解Pareto前沿的方案。通过对比在不同电转气运行成本与不同放热效率情形下的系统规划与运行策略,分析接入电转气且考虑其热回收对配置储热的综合能源系统规划与运行的影响。基于典型算例研究,结果表明在电转气与储热装置的协同消纳弃风方式下,随着电转气放热效率提高与运行成本降低,电转气的弃风消纳能力将提高,其供热、气效益将提高,系统运行成本将降低,同时储热装置供热任务得以减轻,进而影响储热装置的规划策略。     

考虑电转气响应特性与风电出力不确定性的电-气综合能源系统协调调度

未来可再生能源将在新型电力系统中占主导地位,风光消纳问题会日趋严峻,电转气技术可以应对风电波动,为解决这一问题提供了有效途径.现有研究在电-气综合能源系统调度过程中虽然考虑了电转气设备,但忽略了电转气设备的响应特性,这不仅夸大了风电消纳能力,而且难以保证调度结果的可行性.为解决上述问题,提出了在风电不确定条件下考虑电转气设备响应特性的电-气综合能源系统调度模型.首先,通过机会约束刻画风电出力不确定条件下系统安全运行要求;然后,考虑了电转气设备的响应特性及相应停启时间约束;最后,利用分段线性化和数值积分的方法将调度模型转换为混合整数线性规划模型.仿真结果表明考虑电转气响应特性对电-气综合能源系统的可靠、经济运行有重要意义.     

不确定市场下的一种二层规划最优竞价模型

在不确定的电力现货市场条件下,讨论了发电商和售电商关于长期合约交易与现货交易之间的最佳选择策略方法,提出一种(随机)二层规划理论模型及其求解算法。根据求解结果,发电商可确定适当的合约电价及合约电量,使公司获得最大利润;售电商能对签订多少合约电量和购买多少现货电量做出最佳决策,使公司获得最大效益。最后给出了结论及需进一步研究的问题。     

考虑管存能力及风险调节代价的电气互联系统风电消纳调度

电气互联系统(IENGS)以其多能互补优势为广域风电消纳能力提升提供了新途径.聚焦高比例风电接入下IENGS优化调度问题,从电转气技术及系统调节能力的角度,分析了IENGS的风电消纳能力及调节风险;结合天然气管道传输模型,研究了IENGS基于天然气管道的能量存储特性;进一步地,综合考虑IENGS调度运行成本及风险调节代...     

考虑动态成本的风火电发电权交易多目标优化

发电权交易对促进风电等新能源发电消纳具有重要意义。考虑风电场和火电厂发电权交易的动态度电成本,计算了保证双方经济效益均增加的交易价格。建立了风电消纳量最大和总经济效益最大的多目标优化模型,结合算例,得出了发电权交易电量和交易价格的优化结果。计算结果表明,以风电消纳量最大和总经济效益最大的多目标优化,可以提高发电权交易积极性,促进风电消纳和节能减排,提高社会经济效益。     

大规模风电跨省消纳与交易机制的研究

从风电跨省消纳的技术问题和经济问题角度,分别分析了东北电网系统风电接纳能力和风电跨省消纳的外部不经济性问题.对东北电网风电接纳能力的测算表明,系统有能力保证风电跨省消纳,但火电机组会因为调峰深度的增加而降低其运行的经济性.提出基于市场的风电跨省消纳与交易机制,风电跨省消纳交易的中长期电量可以通过开展负荷低谷时期的发电权交易实现,而风电预测误差以及风电的间歇性所产生的发电计划偏差则可以通过建立调节市场来实现电力电量平衡,并提出了调节市场的交易形式、组织流程、结算机制及其调度模式和模型等.通过调峰平衡分析与实时平衡调度算例分析,验证了所提机制的有效性.     

预挂牌月平衡机制下机组偏差电量月内滚动调度方法

针对我国当前中长期电量交易中的机组合约电量执行偏差,部分省份采用预挂牌月偏差平衡机制作为解决手段,但是该偏差平衡机制对调度工作提出了更高的要求,传统的调度方法难以与之适应,尤其在高比例水电地区,还缺少与之相适应的、定量有效的调度方法。由此提出预挂牌月偏差平衡机制下水火风电系统偏差电量月内滚动月度调度方法。提出考虑机组合约完成进度公平性的机组月度电量分解模型,并以分解后的日计划电量为基础,建立以节能降耗和偏差平衡成本最低为双目标的水火风电系统日前调度模型以及日内调度模型,通过日偏差电量月内滚动的方法实现机组月度合约电量偏差平衡成本最小。算例仿真表明所提调度模型及方法可以有效减少机组月度合约电量偏差,降低机组偏差平衡成本并兼顾节能环保要求。