含高比例风电的虚拟电厂多类型备用协调优化

虚拟电厂聚合多样化的分布式资源以促进可再生能源发电的消纳,将成为高比例可再生能源情景下电力系统的一类重要结构形态。为了提高虚拟电厂接纳可再生能源发电的能力,该文根据虚拟电厂的组成单元特征构建虚拟电厂源–荷–储多元备用容量体系,提出一种备用风险决策方法。利用条件风险价值(conditional value-at-risk,CVa R)度量风电出力不确定性为虚拟电厂带来的风险损失,基于成本效益分析建立考虑CVa R的多类型分布式资源的发电容量与备用容量协调优化模型。基于算例分析证明所提方法和模型的合理性与有效性。     

基于博弈理论的微电网电碳联动多边交易优化方法研究

基于目前已有电力交易市场及碳交易市场背景,寻求用户自备电厂与风电发电企业交易双方利益最大化及 促进风电消纳的微电网日前经济调度方法.针对高比例DG 接入的微电网存在调峰难度大、分布式能源消纳难的问 题,提出用户自备电厂发电权的交易机制,传统能源电厂获取发电权和碳排放权交易的收益,新能源发电商获得发电 盈利的收益,引导优质的新能源发电容量置换老旧的传统能源容量,提升发电的经济性及环保性;同时,建立新能 源＋独立用户直接交易模型,引导用户侧资源参与新能源消纳,用户在交易过程中获取消纳新能源的收益,新能源发 电商通过支付用户响应成本获取发电额度,提升发电收益.算例结果表明,在用户侧和清洁能源端开展发电权交易对 于风电消纳具有较高的经济性和可行性.     

需求侧资源促进可再生能源消纳贡献度综合评价体系

通过需求侧资源促进可再生能源并网消纳,能够降低系统对燃煤备用机组和输电线路扩容的需求,具有显著的经济、环保效益。考虑到系统动力学系统性、动态性的特点,构建了基于系统动力学的需求侧资源贡献度的综合评价体系。首先,分析了需求侧资源促进可再生能源并网消纳的驱动关系;然后,构建了需求侧资源促进可再生能源并网消纳贡献度的测算栈流图,具体包括分布式发电优化负荷预测测算环节、提高供电可靠性测算环节、发电组合经济性测算环节、可再生能源消纳因子构建环节、可再生能源消纳贡献度测算环节;最后,提出了需求侧资源促进可再生能源并网消纳贡献度综合评价体系建设工作建议。     

新型电力系统背景下可再生能源参与电力市场交易策略研究

随着可再生能源接入比例和规模的扩大，可再生能源参与电力市场交易，多维度协同消纳正逐渐成为可再生能源并网发展趋势。从源荷两侧选取可再生能源场站、传统发电企业、电网企业等典型电力市场交易参与方，建立多方交易策略模型。利用合作型协同进化遗传算法求解纳什均衡，对各参与方的成本收益进行效益分析，为典型电力市场交易场景的多方交易策略模型的建立提供基础。通过算例计算分析表明，风电商与电动汽车用户联合组成虚拟电厂，参与电力市场交易所获得的利润比其单独参与电力市场的利润高出27.5%，说明虚拟电厂在充分利用风电资源的同时，还能调用电动汽车电源存储能力，创造更大的经济价值，具有更强的市场竞争力。     

考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度

为了提高可再生能源消纳率及减少发电过程中碳排放对环境的污染,提出了一种考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度模型。首先,通过热网管道和节点的基本方程描述热网系统,建立区域综合能源系统与热网耦合模型;其次,分析国内外两种碳交易机制的特点,建立以系统运行成本、碳交易成本和可再生能源消纳惩罚成本之和最小为目标函数的低碳经济调度模型;最后,以冬季某热网连接的多区域综合能源系统为例,采用混合整数线性规划对模型进行求解,分析2种碳交易机制对系统经济运行和碳排放的影响。结果表明,通过热网连接多个区域综合能源系统,能充分利用区域间负荷的互补特性,减少系统碳排放,提高可再生能源的消纳率。     

基于可再生能源消纳的欧洲需求侧管理经验与启示

介绍了德国、英国、比利时、意大利等欧洲国家需求侧管理（demandsidemanagement,DSM）项目的几个典型企业案例,其共同特点是结合可再生能源开展需求侧管理,均取得了不错的成效,为企业创造了可观的效益,这对于我国推进需求侧管理和促进可再生能源消纳等工作具有重要借鉴意义。结合我国电力需求侧管理进程,提出几点我国可以借鉴的应用机制,包括基于可再生能源的可中断负荷联动机制、辅助服务市场机制、自备电厂与可再生能源的发电权交易机制、需求侧分时电价机制,为深入推进我国可再生能源消纳提供借鉴。     

考虑需求侧的综合能源系统虚拟电厂低碳调度

为提高新能源消纳水平,降低CO２ 的排放量,在碳交易环境下构建一种考虑需求侧与碳捕集-电转气虚拟电 厂联合调度模型,并在碳捕集与电转气设备之间增加了储碳罐来解决二者运行不同步的问题.首先建立虚拟电厂调度 框架;其次分析需求侧、碳捕集-电转气、新能源发电及碳交易调度机制及成本;然后以综合成本最优、碳排放量最 少为目标构建低碳经济调度模型;最后进行仿真验证,结果表明所提出的调度方法是有效的,能够提高新能源消纳水 平,降低CO２ 的排放量并改善虚拟电厂综合成本.     

考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。     

碳-绿色证书交易机制下考虑回收P2G余热和需求响应的PIES优化调度

为进一步促进园区级综合能源系统(park integrated energy system, PIES)的可再生能源消纳和碳减排,优化园区级综合能源系统的运行总成本,提出一种碳-绿色证书交易机制下考虑回收电转气(power to gas, P2G)余热和需求响应的园区级综合能源系统优化调度模型。首先,考虑阶梯式碳交易机制和绿色证书交易制度,以促进可再生能源的消纳和碳减排。其次,引入回收余热的电转气设备,优化电-热-气耦合关系来提高系统消纳可再生能源和碳减排水平。然后,建立含可削减、转移、替代负荷的需求侧响应模型,指导用户的用能方式由高能耗、高污染向低碳、可持续转变。最后,以购能成本、弃风惩罚成本、需求响应补偿成本、阶梯式碳交易成本、绿色证书交易收益之和最小为目标,构建PIES优化调度模型。算例结果表明,该模型可以有效促进可再生能源消纳和碳减排并降低系统运行成本。     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

电碳联动环境下考虑社会效益最优的发电权交易研究

随着清洁能源装机容量的快速增长,清洁能源的消纳问题日渐突出。全国碳排放权交易市场的启动能够很好地促进清洁能源的消纳。考虑到电力市场与碳排放权交易市场的相似性,文章建立了电碳联动环境下考虑社会效益最优的发电权交易模型,并与现有的发电权交易模型进行对比分析。最后,用文章所述的发电权交易模型进行算例分析。结果表明,与现有的发电权交易模型相比,建立的模型可以更好地促进清洁能源的消纳,降低碳排放量并极大地提升了社会效益。     

促进新能源消纳的综合能源系统日前市场出清优化

风光新能源具有显著的清洁特性,可以显著降低能源行业的碳排放,然而中国弃风弃光问题依然很严峻。为了促进风光新能源消纳容量,对全国统一电力市场背景下清洁能源消纳机制展开了深入研究。分析了中国新能源消纳的工程问题,建立了包含热电联产系统、天然气锅炉、风光新能源的综合能源系统的仿真模型,以社会福利最大化为目标,提出了可以促进新能源消纳的综合能源系统日前市场出清模型。出清模型考虑了电力需求侧管理,使得出清模型具有显著的现代电力系统特征。对提出的日前市场出清模型进行仿真验证,验证了所提出清模型对于新能源消纳的积极作用。     

考虑碳交易的综合能源系统在不同配置情景下的运行分析

大量分布式可再生能源发电机组的部署和碳排放交易的成本可对综合能源系统的运行产生重要影响。首先,针对电热综合能源系统,本文建立了考虑负荷需求、风速、太阳辐射强度和碳排放交易成本等不确定性因素的热网-主动配电网耦合模型。其次,本文采用多时段蒙特卡洛树状仿真的随机方法,分析可再生能源发电集成度和碳排放交易成本对系统运行总成本的影响。最后,本文以新疆能源系统为对象进行了算例分析。算例仿真结果表明:在新能源补贴下滑的大环境下,碳排放交易的实施可以为政府推进可再生能源装机提供新的动力。     

含风电及电动汽车虚拟电厂参与电力市场的优化调度策略

可再生能源发电及电动汽车充电的不确定性给电力系统运营带来新的挑战。针对含有风力发电和电动汽车充放电的虚拟电厂参与到电力市场中包含的不确定性问题,提出了一种混合储能虚拟电厂参与电力市场的优化调度策略。基于轮盘赌机制建立风力发电不确定性模型,将电动汽车的不确定性参数引入该模型,通过分析电力市场需求,制定基于不确定模型的随机优化调度方案。通过算例验证该方案的有效性和适用性,为混合储能虚拟电厂参与电力市场调度提供指导。     

促进新能源消纳的电力交易偏差结算补偿机制

随着新能源参与市场交易的比例不断扩大,由于其波动性强、预测准确度低等特性,引起新能源电厂基数电量分配不均、合同电量滚动到年底仍无法结算等问题,使得设计新能源电厂参与电力市场交易偏差结算机制尤为关键。文中立足新能源参与电力交易现状,提出新能源替代利益补偿办法。首先,基于结算日新能源电厂实际发电量减去事前合同电量,按机组装机容量确定基数电量。然后,针对市场中各电厂参与交易的电量和电价,确定新能源电厂结算综合单价,核定超发电厂对少发电厂的经济补偿。最后,通过具体算例得出该方法可以使得市场份额高的电厂获得高利润,同时,按月结算电费保证了交易合同的执行力。     

国外可再生能源发展经验及其对我国相关扶持政策的启示

随着电力体制改革的不断推进以及可再生能源的进一步发展,弃风弃光、补贴缺口等可再生能源消纳问题逐渐暴露。为促进可再生能源的消纳,通过市场化手段让发用电侧各主体共同履行消纳责任具有重要的研究价值与实际意义。文章归纳总结了国外促进可再生能源消纳的市场机制,重点调研了国外可再生能源消纳量市场的运行规则、交易组织、交易时序等内容。在充分借鉴国外可再生能源消纳经验教训的基础上,结合我国电力系统特点及市场实际情况,提出了当前双碳目标下可再生能源消纳量市场的发展难点及建议。     

国外可再生能源发展经验及其对我国相关扶持政策的启示

随着电力体制改革的不断推进以及可再生能源的进一步发展,弃风弃光、补贴缺口等可再生能源消纳问题逐渐暴露。为促进可再生能源的消纳,通过市场化手段让发用电侧各主体共同履行消纳责任具有重要的研究价值与实际意义。文章归纳总结了国外促进可再生能源消纳的市场机制,重点调研了国外可再生能源消纳量市场的运行规则、交易组织、交易时序等内容。在充分借鉴国外可再生能源消纳经验教训的基础上,结合我国电力系统特点及市场实际情况,提出了当前双碳目标下可再生能源消纳量市场的发展难点及建议。     

计及日前-实时交易和共享储能的VPP运行优化及双层效益分配

随着“双碳目标”的提出和可再生能源渗透率的增加,确保电力系统灵活运行变得愈加重要。针对源、荷、储等多类分布式灵活性资源,构建了电力市场环境下计及风光不确定性和共享储能的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)运行优化和双层效益分配模型。首先,构建了含分布式风光机组、共享储能、柔性负荷的VPP系统结构,并建立了两级电力市场交易机制。其次,利用场景生成与削减的方法处理了风光出力不确定性,在此基础上以VPP运行收益最大化为目标,构建了考虑日前-实时交易的VPP运行优化模型。再次,为保障参与主体收入公平性和合理性,基于双层合作博弈Owen值法,分别建立了VPP参与主体收益分配策略和共享储能投资主体收益分配策略。最后,通过算例分析验证了所提模型的有效性。算例结果表明含共享储能的VPP能够有效降低风光不确定性造成的干扰,提高VPP在日前-实时两级市场中的收益;通过Owen值法对各投资主体进行效益分配,有助于保障系统的公平合理性。     

计及日前-实时交易和共享储能的VPP运行优化及双层效益分配

随着“双碳目标”的提出和可再生能源渗透率的增加,确保电力系统灵活运行变得愈加重要。针对源、荷、储等多类分布式灵活性资源,构建了电力市场环境下计及风光不确定性和共享储能的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)运行优化和双层效益分配模型。首先,构建了含分布式风光机组、共享储能、柔性负荷的VPP系统结构,并建立了两级电力市场交易机制。其次,利用场景生成与削减的方法处理了风光出力不确定性,在此基础上以VPP运行收益最大化为目标,构建了考虑日前-实时交易的VPP运行优化模型。再次,为保障参与主体收入公平性和合理性,基于双层合作博弈Owen值法,分别建立了VPP参与主体收益分配策略和共享储能投资主体收益分配策略。最后,通过算例分析验证了所提模型的有效性。算例结果表明含共享储能的VPP能够有效降低风光不确定性造成的干扰,提高VPP在日前-实时两级市场中的收益;通过Owen值法对各投资主体进行效益分配,有助于保障系统的公平合理性。     

基于虚拟电厂的多能源协同系统调度优化策略

目前,传统能源系统运行过程缺乏多样化能源供需优化手段及灵活调峰策略,且易产生污染。虚拟电厂精准化供给为能源体系结构转型提供了发展方向。文章提出基于虚拟电厂的多能源协同系统调度优化模型。首先,通过引入环境治理子系统与电-热-气综合能源系统协同运行,并配合电热储能装置、电转气(power to gas,P2G)设备及能源交易市场,赋予虚拟电厂更灵活的信息调控手段;其次,建立两种不同的系统运行方式加以对比;最后,利用MATLAB+CPLEX对所建数学模型进行仿真验证。结果表明,最佳容量配置下的虚拟电厂多能源协同调控系统相较于电-热-气能源系统运行模式,具备更好的经济性、环保性,且对提高可再生资源转化率,缓解弃风弃光现象及碳排放超标问题具有显著效果。