跨省区水电参与现货市场的机制和交易策略

随着现货市场建设的不断推进,跨省区水电如何参与现货市场的机制和相应策略越来越受到业界的关注。针对跨省区水电具有独特的特性与成本模式,在中长期合约交割方面,针对跨省区水电功能性约束多、体量大、多省消纳等特点,设计了中长期合约分解曲线物理执行的机制;在日前市场方面,由于水电的成本与其耗水量对应的机会成本直接相关,设计了基于电量量价曲线的日前市场增量竞争机制。在水电交易策略方面,提出了基于水价值的跨省区水电中长期合约分解曲线制定策略和模型,使得当期的中长期合约交割充分计及未来的预期收益;针对水电缺乏边际成本参考这一难题,构建了跨省区水电日前市场增量报价决策模型,通过测算边际水价值曲线,为水电日前市场报价提供了科学决策的依据。     

水电参与电力市场竞价的关键问题研究(英文)

随着电力市场化改革的推进,发电侧电力市场将进一步开放,水电将进入电力市场,并按照公平、公正、公开的原则参与竞价上网。从充分利用水电资源、优化资源配置、坚持可持续发展的角度出发,探讨了市场化环境下水电如何参与竞价上网的几个关键问题,如水火竞争模式设计、水电的综合利用问题、梯级水电站参与市场竞争的协调机制、弃水电量协调解决机制等,并提出了相应的解决方案,以期为我国电力市场建设提供借鉴与参考。     

清洁能源消纳政策下含水电的现货市场出清模型

鉴于水电运行的复杂特性以及我国清洁能源的优先消纳政策要求,到目前为止尚缺乏一套切实可行的水电参与现货市场交易的技术体系。基于此,探讨了水电参与现货市场的交易模式,并提出清洁能源消纳政策下含水电的现货市场出清模型。首先在目标函数中考虑了弃水惩罚项,随着弃水罚因子的增大,发电成本也逐步变大,弃水电量逐步减小,当弃水罚因子增加到一定程度时,出清结果不再变化,此时为系统的最小弃水量;继而增加了水电的水位、库容等复杂运行约束。最后通过云南电网算例可知:该方法相应降低了来水不足的机组的中标电量,并同时增加了来水过剩的机组的中标电量,通过牺牲部分发电成本避免了弃水现象和缺水现象,更符合实际应用需求。     

流域梯级水电站中长期调度与跨价区交易组合双层优化模型

随着我国新一轮电改不断推进,流域梯级水电参与电力市场成为大势所趋。如何在市场环境下安排梯级水电出力计划、合理组织参与各类交易,促进水电大范围消纳成为亟需解决的问题。该文探讨了梯级水电参与现货市场及合约市场的交易框架,并对现货交易及跨价区合约交易面临的风险聚焦分析;构建双层优化模型:上层为中长期优化调度层,根据径流和交易价格预测,及调度规律制定梯级水电站出力计划,挖掘水电效益空间;下层为电量分配风险决策层,组织各时段电量计划参与多种交易,采用多时段条件风险价值模型度量交易组合的价格风险及跨价区交易阻塞风险,寻求收益和风险的合理决策。最后,以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例,模拟市场交易场景验证所提模型和方法的有效性,为梯级水电站参与电力市场调度决策和风险评估提供参考。     

考虑结算规则的多尺度市场耦合下梯级水电站中期运行风险分析方法

因为径流时空分布不均和不确定性,水电、火电为主的电力市场之间存在极大的不同,如何评估梯级水电参与电力交易风险是亟待解决的问题。该文结合西南某水电居主导地位的电力市场交易规则,构建了耦合月度交易和日前增量交易的梯级水电站参与市场交易的风险分析方法:采用Copula-Monte Carlo方法生成日径流和日前增量交易出清电价的组合场景,利用增强精英保留策略遗传算法计算所有场景的发电收益,获得给定置信水平下相应的条件风险价值。提出的方法综合考虑了径流、电价的不确定性,也计及了结算规则中各交易品种结算顺序和偏差考核标准,能直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例,进行结果的仿真分析,结果表明所提方法可方便地求解交易组合风险价值,与单独考虑电价和径流相比能更合理的评估收益风险价值。     

水电侧竞价上网决策支持系统框架设计

在对水电参与电力市场竞争进行系统分析的基础上，提出在电力市场竞争环境下水电侧电力市场报价辅助决策支持系统的框架设计方案。该方案从系统的设计原则、系统平台整体设计及具体功能设计等方面进行了详细的描述和分析，为水电发电商更好地参与电力市场及辅助服务市场提供有力的技术支持和保障。     

电力市场下水电厂竞价综述

针对水电机组的特点,对联营市场模式下的水电机组竞价策略和水电市场势力进行了总结和评述。在过渡时期,水电机组继承垂直一体化管理模式,配合火电运行报价,不能突出水电的效益。采用完全竞争方式则需要建立现货交易市场下的水库优化运行模型,但改进后的模型可以考虑传输网络约束、机组组合以及系统中的不确定因素。为了协调利益关系,对同属一个业主的梯级电厂,可以聚合为一个报价单元,而建立水批发市场共同调节不同业主的收入分配。对市场势力的研究发现,水电厂可以通过研究不同时段间的需求弹性差来行使市场势力,在需求的低弹性阶段不发电而在高弹性时发足够的电。纵观国内外由市场实现水电资源优化配置的研究,今后还需要在水电的市场地位、区域水电厂的竞争模式、综合利用、梯级水电竞价、弃水电量、电价预测以及电力市场环境下的流域梯级开发调度模型和算法上进行更加广泛的研究。     

电力市场规则及水电竞价浅析

从电价机制、市场模式、竞价空间以及开放的市场种类等方面入手，对目前各区域电力市场规则进行简要比较，分析了这些市场规则的不同特点，以及这些规则对水电企业的影响。针对水电参与市场竞价存在的困难，阐述了开放发电权转让以及梯级水电报价单元选取的问题，并对水电企业在这些市场规则下的应对策略做了一些探讨。     

计及风险影响的水电厂长期电量优化分配

基于水电时空分布特性,考虑电价波动、来水不确定性等因素,将发电量进行时间分解和空间分配以降低系统整体风险.以完全市场模式下水电厂年发电量在各时段多个市场中的分解为例,建立了在期望利润约束下以最小化风险为目标的多时段多市场发电量分配模型,分析电价波动、来水不确定性、丰平枯水年以及水电机组特性对目标函数的影响.仿真表明,该模型能够反映水电时空分布下面临的市场风险本质特性,使其在保证系统安全可靠的同时承担最小的风险,从而验证了该模型的合理性和有效性.     

计及大小水电发电权交易的风险调度分析

大小水电发电权交易是提高水电上网率和解决弃水窝电问题的有效途径之一。然而在双边协商交易模式下,如何匹配交易对象和合理分配年度交易电量一直困扰着水电富集电力市场。为此,构建了一种计及大小水电发电权交易的交易对象选择与风险评估双层模型。首先根据发电权交易中收益、成本等因素确定大水电选择交易对象的指标,用熵权法算出每个指标的权重,综合考虑所有指标的影响并选出最优交易对象。然后根据大水电报价对交易份额的影响,参考计量经济学中市场需求函数建立大水电竞价模型。最后根据CVaR和夏普比率来确定最优合约、现货和发电权交易电量的比例。以我国西南某地区水电站群为研究对象进行实例分析。结果表明,构建的模型能够减少小水电弃水,并在减少风险的前提下,使大水电的收益保持在一个较高的水平,对大水电参与发电权交易和分配电量有重要意义。     

广西电网水火电互济调度效能分析研究

结合广西电网水火混合运行主要特点,从不同时期节能发电调度常用优化策略展开分析,探讨在“水电优化,水火互济,丰枯轮调,能耗排序”调度主策略下水电联合优化、水火优化互补及能耗排序等主要发电运行方式下的效能指标,重点以提高水能利用效率、吸纳汛期低谷水电、提高火电发电效率和降低煤耗为最终目的,提出了实用的6大主要分项效能指标及统计方法,对科学合理评价广西电网节能发电调度主要成效有重要现实意义.并结合不同丰枯来水及供需变化等情况对这些主要效能指标的相互关系及影响进行了分析.     

电力市场中梯级水电站优化运行的研究

研究了在发电侧电力市场中梯级水电站的优化运行问题，提出了改进的网络流优化算法。该算法将梯级水电站的优化运行过程分为寻找可行流与同一时段优化出力两个阶段，在寻找可行流阶段采用经典的网流法，各梯级水电站按照相同的步长增加发电流量；在同一时段优化出力阶段采用改进的网流法，对各梯级水电站按照各自不同的步长进行优化。该算法模型简单，容易实现。算例结果表明，改进的网络流优化法计算精度高，实用性强，适用于梯级水电站优化运行的解算。     

Optimal operation of multi-reservoir system by multi-elite guide particle swarm optimization

With increasingly scarce of fossil fuel resources required for energy demand, hydropower has become one of the most important energy resources. As a renewable and sustainable energy, hydropower system has developed rapidly during recent decades. The unprecedented rate of expansion and development scale of hydropower has posed a challenge to the operation of multi-reservoir system (OMRS). The optimal operation of multi-reservoir system is a large-scaled, non-linear and multi-stage problem which subject to a series of hydraulic constraints. The main objective of OMRS is to find out the optimal hourly water discharge rate of each hydro station in the multi-reservoir system to minimize the power deficit and distribute the uniformly deficit if any. In order to solve OMRS problem effectively, in this paper, a multi-elite guide particle swarm optimization (MGPSO) is proposed by introducing archive set into standard particle swarm optimization. External archive set which can preserve elite solutions along the evolution process is employed to provide multi-elite flying directions for particles. Meanwhile, an effective constrain handling method is proposed to handle the operational constraints of OMRS problem. This proposed method is applied to a multi-reservoir system consisting of 10 cascaded hydro plants for case study. Compared with several previous methods, the simulation results of MGPSO can get better solutions with smaller energy deficit, which proves it is an alternative method to deal with OMRS problem.     

Short-term operation scheduling of a hydropower plant in the day-ahead electricity market

This paper presents a novel approach to solve the short-term operation scheduling problem of a hydropower plant that sells energy in a deregulated electricity market with the objective of maximizing its revenue. This paper proposes a nonlinear programming based scheduling model that determines both the optimal unit commitment (start-ups and shut-downs scheduling) and the generation dispatch of the committed units (hourly power output). The power generated by each hydro unit is considered as a nonlinear function of the water discharge and the volume of the associated reservoir. The dependence of the units’ operating limits (maximum and minimum water flows) on the actual gross head has been also taken into account in this model. The results from a case study are also presented to illustrate the application of the proposed approach in a real hydro plant.     

含流域梯级水电的水火风互补发电系统联合运行优化

大规模水电和风电并网后,来水和风速的随机性降低了发电的可控性,如何科学地在多元电源系统联合运行中确定旋转备用容量,更好地协调系统经济性与可靠性,是市场化背景下亟需解决的理论和现实问题。在分析水电和风电的自然与技术互补特性的基础上,建立考虑水流滞时效应的梯级水电水量平衡关系。通过结合传统梯级水电联合调度模型与火电、风电的经济调度模型,引入水力发电的水资源费用成本,综合考虑梯级水电能量转换、水量耦合、库容限制、水流滞时和风电穿透率等多类复杂约束,在分析电能市场与备用市场顺序决策经济意义的基础上,构建以运行成本最小为目标的考虑梯级水电的水火风互补发电系统短期优化运行模型。采用外点罚函数法将模型转化为无约束优化问题,基于加惯性权重的粒子群优化算法,运用MATLAB软件编程实现优化功能。4个梯级水电、3个常规火电、2个大型风电场构成的算例系统验证了所提模型的有效性和适用性。     

含小水电群的风-水-火地区电网旋转备用协调优化策略研究

传统旋转备用计算模型已不再适用于含小水电群和风电接入的地区电网。以负荷损失较小、清洁能源利用率高、运行成本低为目标,基于最小火电燃料费用、最小期望停电成本、最小火电机组出力波动和最小主力水电弃水量函数模型,建立了考虑风-水-火协调运行的多目标旋转备用优化模型。采用引入粒子浓度认知的改进粒子群优化算法,通过仿真分析,验证了该模型的适用性和有效性。在不同策略下进行比较,该方法能在较低的失负荷概率情况下,得到较低的火电机组燃料费用;能随着小水电群和风电出力大小协调优化旋转备用容量。该模型及算法对存在相当规模小水电及风电的风-水-火地区电网制定旋转备用优化策略有参考价值。     

跨区域水电站群优化调度初步研究

研究了中国水电站的分布及其水文、水电调节特性,对西南地区的部分大型水电站群和华中地区的部分大型水电站群之间的联合优化调度建立了调度模型,将跨区域的水电站群调度问题分解为小规模的问题求解,然后借助水库调度知识经验,进行总体协调.分析结果表明,开展水电优化调度工作,不仅可以增加水电发电量,而且可以提高整个水电站群的保证出力,对落实国家"西电东送"战略、优化资源配置、实现可持续发展具有重要的意义.     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.     

梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划方法

伴随水电规模的扩大,水电站群优化调度的计算量不断增加,需要探求新的方法.在分析离散微分动态规划(discrete differentiation and dynamic programming,DDDP)算法的基础上,提出了基十分治模式的梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划(parallel discrete differentiation and dynamic programming,PDDDP)方法,并以澜沧江梯级的6个电站系统长期优化调度问题为应用实例,在多核计算环境下进行验证.结果表明,多核环境下的PDDDP方法简便易行,能充分利用闲置计算资源、大幅度提高优化调度的计算效率,是解决大规模复杂水电系统调度的高效和实用方法.