考虑条件风险价值的虚拟电厂多电源容量优化配置模型

虚拟电厂中风、光等可再生能源出力及市场电价的不确定性会导致其收益具有一定的风险性。合理配置虚拟电厂中风电、光伏、储能以及常规机组的容量,能够降低系统成本,使投资者的利益最大化。以投资和运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值作为风险量度的指标,建立了一种基于投资组合理论中计及风险量度的虚拟电厂容量优化配置模型。在此基础上,探讨风险偏好对规划虚拟电厂多电源容量配置的影响,以及环境成本、自然资源及负荷之间的相关性对配置结果的影响。以美国德克萨斯州某地区附近的风、光资源,电价及负荷数据为实例,采用场景技术模拟不确定性。算例结果表明了该模型的正确性,可为不同风险偏好的投资商在规划建设虚拟电厂时面对多电源容量配置问题提供定量依据。     

考虑可靠性及灵活性的风光储虚拟电厂分层容量配置

可再生能源出力的随机波动性和不确定性使得系统可靠性在急剧下降的同时,系统灵活性需求剧增,这会导致可再生能源消纳能力大幅下降,资源浪费现象严重。针对上述问题,提出一种兼顾可靠性、灵活性和经济性的风光储虚拟电厂分层容量配置策略。其中,上层模型从利用分时电价引导用户响应可再生能源出力变化的角度,制定可削减、可转移负荷的调度方案。中层模型从可靠性最佳的角度,制定储能电池容量配置方案。下层模型在灵活性指标的约束下,从综合运行成本最优的角度,进一步完善中层模型制定的储能电池容量配置方案。最后,以新疆某地区负荷数据为例,进行了仿真验证。结果表明所提方法具有明显的经济效益,为碳达峰、碳中和提供新思路。     

考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划

尖峰负荷大大降低电源装机利用率和投资效益,虚拟电厂参与调峰可有效延缓电源建设。首先,针对城市级虚拟电厂可调度容量无法精确计算的问题,提出一种考虑多领域、多评估指标的模糊区间估计方法。该方法将可调度容量估计任务分解至工业、建筑、交通领域,并构建考虑用户参与度、收益敏感度、资源可控度及可控规模的模糊区间评估模型。接着,基于可调度容量模糊估计,提出了一种考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划方法。该方法在满足电源备用容量的情况下,以电源扩展安装容量最小为目标函数,考虑不同电源结构、新能源出力不确定性、虚拟电厂可调度容量等多种因素,构建电源容量规划模型。最后,以华东地区某城市为算例背景,验证所提方法的有效性。     

风险导向下基于成本效益分析的多投资商虚拟电厂容量配置模型

为了分析多个投资商在不同风险偏好下的虚拟电厂容量配置问题,提出一种风险导向下基于成本效益分析的多投资商虚拟电厂容量配置模型。首先,参考城市热环境设计中典型气象日的定义,提出一种基于最小相对偏差的典型日场景集构建方法;其次,以各投资商年均建设运维成本最小为目标函数,考虑分时电价、建设补贴等因素,分别运用条件风险价值度量风、光、负荷不确定性带来的经济风险,并将其与目标函数相结合,构建多投资商虚拟电厂容量配置模型;最后,基于成本效益分析原则,采用净现值和内部收益率对配置结果的可行性和抗风险能力进行评价。仿真结果表明该模型能够根据不同投资商的风险偏好给出相应容量配置方案并对决策结果进行经济学评价。     

基于博弈论的虚拟电厂电源优化配置

随着国家政策的鼓励支持,大量分布式发电资源并入电网是大势所趋。单一分布式发电资源受出力的不确定性导致其并网的局限性,虚拟电厂利用多电源集群互补效应能够有效缓解这一问题。利用博弈论对虚拟电厂电源进行配置,分析风、光、燃、储电源投资商在各种合作模式与非合作模式下的装机情况,对合作模式各参与者收益进行分配。考虑多人博弈下博弈模型更为复杂,可能出现个体理性和整体理性不一致导致整体收益欠佳,结合电源装机占比、参与者风险偏好系数对Shapley值分配方法进行改进,最后通过算例验证所提方法的有效性。     

市场条件下含复合储能的风光水虚拟电厂容量优化配置

风光出力的间歇性和随机性,会影响运营主体参与电力市场的经济性.提出含复合储能的风光水虚拟电厂,利用小水电的调节能力,以及压缩空气储能和锂电池在不同时间尺度上的充放电功率特性,可有效缓解风光出力的波动性,管控风光日前与实时出力的预测偏差,保证系统总出力的平稳可控,从而提高参与市场的收益.构建了市场环境下,考虑系统经济性与...     

计及可调资源动态特性的虚拟电厂多级优化配置

对虚拟电厂(VPP)中各类资源进行优化配置是其参与电网优化调度的重要前提。针对不同特性资源动态聚合与量化评估的难点,文中提出了"灵活性可调资源-聚合调节特性-优化目标建模"的VPP多级优化配置体系。首先,在灵活性可调资源层面建立了不同分布式电源、可控负荷以及储能的可调灵活性与随机性模型。其次,在聚合调节特性层面,一方面对各类资源灵活性整合得到VPP对外可调灵活性,另一方面对各类资源灵活调节的概率密度函数通过卷积运算求得VPP的随机性模型。接着,在优化目标建模中基于投资组合理论建立包含VPP建设和运维成本、参与电能市场和辅助服务市场获利在内的净现值模型,在静态优化配置基础上,分析关键要素的动态效应。以中国某地区实际电网为例,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于投资组合理论的虚拟电厂资源优化组合方法

针对虚拟电厂异构资源的优化组合问题,提出了包含需求响应、柔性可控负荷、分布式电源的响应特性模型。以虚拟电厂对互动资源的控制权限为依据,将互动资源响应电量划分为有、无风险资产,将资源响应计划分配问题映射至投资组合理论中资产权重配置问题,以组合风险衡量用户响应电量不确定性,以预期收益最大为目标建立优化组合模型。在此基础上,利用互动资源的分散性,使虚拟电厂向电网提供阻塞管理,并在CIGRE 20 kV中压配电系统上对所提出方法进行验证。算例结果验证了所提模型的实用性。     

虚拟电厂中的储能技术及其作用

对储能技术在虚拟电厂中的应用进行综述。首先对虚拟电厂进行概述,对虚拟电厂的定义进行总结,并介绍虚拟电厂的控制结构。其次,简要分析储能技术在虚拟电厂中的作用,虚拟电厂中的储能技术在提高可再生能源利用率等方面发挥着重要作用。然后,比较全面地介绍了抽水蓄能、压缩空气储能、超导磁储能和蓄电池等各储能技术的原理和优缺点。最后根据虚拟电厂的特点和要求,指出虚拟电厂中的储能技术面临的挑战和解决措施,并对虚拟电厂储能技术的未来进行展望。     

考虑碳交易的多虚拟电厂联盟博弈优化方法

为提高分布式资源的综合运行效益,提出考虑碳交易的多虚拟电厂联盟博弈优化方法。首先,根据虚拟电厂的实际碳排放量与对碳价的期望,以碳排放价格的用户不满意度最小为目标,提出阶梯式碳价的区间优化方法;其次,综合考虑虚拟电厂之间的功率流动和碳交易,构建多虚拟电厂的联盟博弈优化模型。最后,针对模型的复杂性,使用基于合并-分裂规则的博弈算法进行求解,以兼顾联盟与个体的利益。通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

高比例新能源渗透下天然气发电装机容量分配研究

为研究高比例新能源渗透下天然气发电装机容量分配,在掌握不同型式天然气发电机组调峰能力和经济性的基础上,以燃气蒸汽联合循环集中式发电、热电联供2种类型机组的年利用时间和装机容量分配为规划变量,以各规划期高比例可再生能源电力系统中的发电量结构为边界条件,以可再生能源发电量消纳空间和天然气发电成本等为约束,建立天然气发电装机规模分配模型。结果表明:在设定的约束条件下,因高比例可再生能源消纳需求,热电联供机组装机容量有所增加,但占天然气发电装机比例逐渐下降,由2020年的43.4%下降至2035年的21.8%;集中式发电机组装机容量则相应由62.2 GW增长至290.0 GW;天然气发电机组对可再生能源发电量的消纳空间在规划期末年与期望值达到平衡;集中式发电项目的成本为659.4~670.0元/MWh,热电联供项目则为574.3~594.4元/MWh;发电用天然气消费量占比由2020年的18.21%增长至2035年的30.60%。     

能源互联网中虚拟电厂的运行模式及启示

全球能源互联网方兴未艾,虚拟电厂（virtual power plant, VPP）的建设不仅是全球能源互联网建设中的重要组成部分,也是我国解决资源短缺、环境污染的重要手段,为此,理解和掌握虚拟电厂的关键技术和运行原理具有重要意义。该文旨在分析虚拟电厂的运行模式,可为虚拟电厂在我国的建设提供理论和实践经验。首先,基于现有文献对虚拟电厂的表述,明确了虚拟电厂概念、典型特征,并依据功能不同,将虚拟电厂分为商业型虚拟电厂（commercial virtual power plant , CVPP）和技术型虚拟电厂（technical virtual power plant , TVPP）两大类。其次,从物理结构、信息模型、市场角色等方面详细阐述了能源互联网和虚拟电厂之间的关系。再次,归纳了德国虚拟电厂中典型示范工程的运行原理及运行状况。最后,基于我国当前配电系统的发展水平和电力体制改革的相关政策,展望了虚拟电厂技术在我国的应用前景,并对有待解决的关键问题提出建议,为虚拟电厂的构建者和决策者提供理论依据。     

低碳经济下能效电厂的半方差风险投资组合优化模型

探讨了低碳经济下能效电厂在各种节电措施下的风险投资优化组合问题。考虑到在低碳经济下,能效电厂的收益不仅包括售电收入,而且包括碳市场交易收入,将能效电厂在投资优化选择时要考虑的风险因素分为售电电价波动风险、碳交易价格波动风险和节电量波动风险。用半方差（mean semi—variance,MSV）代替传统的方差理论度量这...     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

虚拟电厂下计及分布式风电与储能系统的电力系统优化调度

清洁的可再生能源在电力系统中的渗透率不断提升。随着智能电网技术的发展,越来越多的分布式可再生能源接入电力系统运行。风电是最具商业潜力及发展前景的可再生能源之一。该文提出将分布式风电机组与储能设备构成虚拟电厂(virtual power plant,VPP)参与电力系统运行,并建立了计及虚拟电厂的电力系统优化调度模型。模型中同时考虑了功率及备用容量的优化调度,并利用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)对系统运行成本进行风险管理。无须对电网的结构进行改变,虚拟电厂更适用于地理聚集程度较低的可再生分布式能源的调度和管理。同时,相较于常规的风电-储能联合运行模式,基于虚拟电厂的分布式可再生能源调度在降低系统风险的同时也提高了系统运行的经济性。     

消纳保障机制下增量配售电公司的投资组合决策

在可再生能源电力消纳保障机制中明确将增量配售电公司纳入消纳责任考核主体.这样,研究消纳责任下增量配售电公司的最优投资决策对其经营发展、消纳保障机制的设计与完善均具有重要意义.在此背景下,文章提出了一种基于投资组合理论和展望理论的增量配售电公司最优组合投资决策方法.首先,对增量配售电公司应对消纳责任的投资决策行为进行成本...     

虚拟电厂参与下含高渗透可再生能源系统的运行策略

为电力系统能够规模化灵活控制分布式可再生能源与可控负荷参与系统市场交易和优化调度。本文提出一种虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)参与下含高渗透可再生能源的双层优化调度模型,将虚拟电厂作为独立市场主体参与系统调度,两层之间交替求解,实现协同优化;同时利用威尔分布、贝塔分布模拟风电、光伏的随机性,计及可再生能源出力不确定性带来的高估与低估成本。针对双层优化模型,混合整数、非凸、非线性、多目标的特点提出一种新颖的多目标飞蛾扑火算法(Multi-objective Moth-flame optimization, MOMFO)。最后通过修改后的IEEE39节点为算例验证文中提出的模型可均衡各层收益主体,在维持安全稳定运行的前提下,系统运营利润最大化,有效实现了电力系统的可持续性发展;同时也验证了多目标飞蛾扑火算法的有效性与竞争性。     

考虑环境成本的发电容量投资最优组合决策模型研究

对近年来国内外有关发电容量投资组合模型及相关算法进行了细致分析和优劣对比,构建了考虑环境成本的发电容量投资最优组合决策模型,同时根据免疫粒子群算法进行了相应的算例分析,为提高我国发电容量投资组合研究水平提供了一定的参考和借鉴。