考虑电价和碳价间Copula风险依赖的虚拟电厂竞标策略

作为促进温室气体减排的新兴市场, 碳交易市场逐渐成为影响发电公司收益的重要因素。碳市场中的碳排放配额具有典型的金融产品特征, 碳价波动及其与电价的交互作用会给参与电力市场运营的发电公司竞标决策带来风险。在此背景下, 针对由同一区域的火电机组、分布式发电单元、电动汽车和需求侧资源所集成的虚拟电厂（virtual power plant, VPP）, 首先利用条件风险价值（conditional-value-at-risk, CVaR）理论度量VPP所面临的不确定性因素。然后, 采用Copula函数对电价与碳价的联合概率分布进行建模, 并以CVaR最小化为目标, 针对虚拟电厂构建了计及电价和碳价间风险依赖的Copula-CVaR竞标优化模型。最后, 采用YALMIP/CPLEX对所建立的竞标优化模型进行求解, 并用一个算例系统的4个场景说明了采用所提方法刻画VPP竞标风险的可行性与有效性。     

电力市场下的虚拟电厂风险厌恶模型与利益分配方法

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)技术是解决可再生能源并网,帮助柔性负荷和电动汽车等需求侧资源参与电力市场交易的有效途径.文章分析了虚拟电厂中各成员特性和权责,拟定了虚拟电厂运营商对各成员基于价格弹性的调用合同,设计了包含主能量和辅助服务的日前-实时两阶段电力市场交易流程.基于条件风险价值(co...     

基于主从博弈的虚拟电厂双层竞标策略

虚拟电厂是一种集分布式能源和负荷为一体的综合能源服务商,也是一种新型的上网交易模式。由于虚拟电厂内部主体存在产权独立性,且电价竞标与电量竞标存在先后行动次序,应用Stackelberg动态博弈理论,建立虚拟电厂竞标问题的动态博弈模型。考虑风、光及负荷的出力波动和预测误差,分别建立虚拟电厂的电价竞标模型和电量竞标模型。基于两个子模型的主从递阶关系,利用最优性一阶条件和粒子群智能优化算法,求出模型的均衡解,确定虚拟电厂内多个分布式电源的交易电价与调度计划。最后对模型进行仿真,讨论不同场景下虚拟电厂的收益、电价竞标和电量竞标结果,验证模型的有效性。     

考虑风光不确定性的电气互联虚拟电厂近零碳调度优化模型

风电、光伏出力的不确定性给电力系统的稳定运行带来威胁,含电转气(power-to-gas,P2G)的电气耦合系统能够解决这一难题。文章将电转气与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)进行集成,提出电气互联虚拟电厂的基本概念、通用建模及调度优化模型。针对风光不确定性,引入条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)方法和鲁棒随机优化方法,分别用于刻画目标函数和约束条件中的不确定性变量,并引入最大碳排放限额(maximum total emission allow ances,M TEA)指标,考虑虚拟电厂近零碳运营方案可行性。为求解多目标优化模型,构建了基于目标函数投入产出表和权重偏差校核的模型求解算法,并选取9节点能源集线器系统开展实例分析,结果表明电气互联虚拟电厂能实现分布式能源互补利用,形成电气电循环利用模式,所提模型能够同时兼顾分布式能源的高额经济收益和不确定性风险。     

基于交互算法的多代理虚拟电厂调度优化及风险分析

包含大规模随机机组的虚拟电厂(VPP)在运行过程中,会由于随机机组出力不确定性产生系统运行风险及收益损失风险。针对该问题,文中基于多代理系统(MAS)的分层控制特点,构建了整合条件风险价值(CVaR)的两阶段双层分解(BLDP)模型。选取多目标规划(MOP)模型与文中构建的BLDP模型进行对比,以验证BLDP模型的有效性。结果显示,BLDP模型求解条件下,各VPP既参与电力市场交易又进行相互交易时系统的出力更稳定,具有更高的系统收益,且受风险水平变化的影响也更小。在不同的交易机制下,BLDP模型的求解结果较MOP模型具有更高的系统收益率。当各VPP独立参与电力市场而不进行相互交易时,BLDP模型的求解结果较MOP模型高103%;当VPP同时参与相互交易及电力市场交易时,BLDP模型的求解结果较MOP模型高147%。模拟结果验证了文中构建的BLDP模型在不同风险条件下的可靠性。     

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。     

气电虚拟电厂多能源市场竞标策略

针对虚拟电厂竞标中需求响应、风电出力的不确定性造成的风险,利用新型电转气技术和燃气轮机快速调节能力,构成含气电双向转换的气电虚拟电厂,提出气电虚拟电厂的多能源市场竞标模型,同时参与电力市场和天然气市场的竞标。模型以气电虚拟电厂总利润最大为目标,不确定性表达为需求响应、风电出力的误差概率分布,并通过抽样和筛选确定场景描述。算例结果表明：含气电双向转换的气电虚拟电厂通过在2个市场中灵活竞标,获得了更高的竞标利润;控制燃气轮机和电转气出力,显著降低了不平衡惩罚成本。气电虚拟电厂扩展了虚拟电厂的竞标市场,有利于将来虚拟电厂根据不同电价和气价波动切换能源形式。     

考虑不同风险偏好的虚拟电厂优化策略及利润分配

以虚拟电厂形式将需求侧资源(分布式能源、柔性负荷、储能等)进行聚合并优化管理,可以有效提高整体的竞争力和经济性.在此基础上考虑虚拟电厂面临的不确定性及其内部的利润分配问题,建立计及风险偏好的虚拟电厂日前调度模型,采用条件风险价值理论对不确定因素风险进行量化处理,求得不同风险水平下虚拟电厂的运营策略和收益,并对不同的运营策略采用模糊决策处理,为虚拟电厂管理者提供参考方案;同时综合考虑虚拟电厂内部各主体的风险水平和边际效益,以纳什谈判模型为主,结合Shapley值法和独立风险贡献理论的分配方法对虚拟电厂的总收益进行利润分配.最后通过算例仿真验证了运营管理模型的有效性,并通过对需求侧资源的风险大小和利润大小进行分析,证明了该利润分配制度的合理性.     

考虑碳-绿证交易机制的虚拟电厂分布鲁棒优化调度

虚拟电厂对推进“双碳”战略及能源优化配置具有重要意义,如何在应对源荷不确定性因素影响的同时,实现虚拟电厂低碳经济运行,是虚拟电厂调度过程中面临的重要挑战。鉴于此,提出一种考虑碳-绿证交易机制的虚拟电厂分布鲁棒低碳经济调度策略;首先,基于阶梯式碳交易机制和配额制下绿证交易机制,并利用条件风险价值(condition value at risk, CVaR)评估系统运行所面临的风险,构建考虑绿证-碳交易机制的区域虚拟电厂优化模型;其次,综合考虑1-范数和∞-范数构造概率分布模糊集,以调度系统可用的历史数据为基础,构建考虑风光不确定性的虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度模型,并采用列约束生成算法求解模型;最后,算例仿真验证了所提策略的有效性和鲁棒性。     

售电侧放开环境下含需求响应虚拟电厂的电力市场竞价策略

售电侧市场放开是我国新一轮电力体制改革的重点任务之一。文章考虑售电侧放开对需求侧资源参与电力市场的影响,提出了售电侧放开环境下计及需求响应的虚拟电厂（virtual power plant, VPP）竞价策略,建立了含虚拟电厂的电力市场竞价模型,在对虚拟电厂内部进行优化调度的基础上采用自适应学习方法对竞价模型进行求解,并以社会效益最大化为目标进行市场出清,最后选取算例对竞价策略的有效性进行验证。结论表明,售电侧放开环境下发电商与售电商的经济性有所提高且市场整体的用电需求得到调整,同时售电侧放开有利于需求侧资源参与市场竞争。     

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。     

含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略

随着电转气(power-to-gas,P2G)技术的不断发展和商业化应用,风电机组(wind power generation unit,WPGU)与电转气设备的协同运行逐步受到关注。电转气设备的运行方式比较灵活,可有效平衡风电出力波动,二者可协同形成虚拟电厂(virtual power plant,VPP)参与电力市场运营。在此背景下,研究了含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略。首先构建了含风电机组与电转气设备的虚拟电厂参与电力市场运营的模型架构。之后,以最大化总体收益为目标,构建了虚拟电厂在日前电力市场的竞价策略模型,并确定虚拟电厂自调度运行策略。然后,考虑到风电出力预测误差的不确定性,发展了基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的鲁棒竞价策略和机会竞价策略,以反映虚拟电厂不同的风险偏好水平。接着,采用成熟的商用求解器AMPL/IPOPT求解所构造的非线性优化模型,确定针对预期成本的鲁棒和机会竞价策略。最后,以北欧电力市场的实际数据为例说明所构建的优化模型和采用的求解方法的基本特征。     

考虑运行策略和投资主体利益的电转气容量双层优化配置

电转气(P2G)技术的日益成熟,促进了电网和天然气网间的耦合,使两者间实现大规模互联成为可能。文中利用条件风险价值(CVaR)理论,对风电不确定性给电—气互联系统带来的运行风险及其成本进行了分析。在计及风力发电企业和电—气互联系统两个利益主体后,构建了P2G设备容量配置双层规划模型,以风力发电企业净利润作为上层目标,电—气互联系统运行成本为下层目标。并通过基于灾变遗传算法和内点法的混合求解算法进行仿真求解。利用IEEE 39节点电网和修改的比利时20节点天然气网组成的仿真系统,验证了配置P2G设备来提高风电消纳率和降低系统弃风风险的可行性。并进一步对比分析了置信度和弃风风险成本系数对P2G配置策略及系统运行的影响。     

虚拟电厂运营模式下差别电价的二层优化模型

为了能在节能减排的同时促进高耗能企业健康发展,探索了一种新的供电方式用以优化高耗能用电。针对能耗大、高污染的高耗能企业,在差别电价研究的基础上,引入具有节能效应又具有分布式能源发电集群体的虚拟电厂概念,建立虚拟电厂运营模式下差别电价的二层优化模型,并对优化后所取得的社会综合效益进行分析。通过算例仿真得到虚拟电厂和供电公司各自售电量以及统一的最优销售电价;对比节能设备改造前后所取得的社会综合效益,结果表明:该双层优化模型的有效性和合理性,为政府机构制定合理的电价政策提供具有实际意义的参考,更好地促进企业健康发展。     

考虑不确定性因素的虚拟电厂竞标模型

考虑了由风电场、抽水蓄能电站和燃气轮机组成的虚拟电厂(VPP).VPP可参与中期合同市场、日前市场以及平衡市场的运营,以利润最大化为其优化目标.由于电价和风电出力的不确定性以及不平衡惩罚的存在,VPP的竞标存在风险.针对电价预测精度较高、误差分布规律可以较为准确描述的特点,采用随机规划的方法处理电价的不确定性;针对风电出力预测精度较低、概率分布难以准确刻画的特点,采用鲁棒优化的方法处理风电出力的不确定性,即将不确定的风电出力限定在一个确定的区间内,通过调节鲁棒系数决策出不同程度上抑制不确定性影响的优化调度方案.基于上述两种方法,并考虑环境成本,建立了VPP鲁棒随机竞标模型,提高了VPP的实际利润,同时减轻了计算负担.算例分析证明了鲁棒随机竞标模型的有效性.     

基于典型场景集的虚拟电厂与配电网协同定价策略

虚拟电厂（virtual power plant,VPP）技术能够有效地提升配电网运行灵活性和可再生能源消纳水平,为描述电力市场环境下配电系统中多种资源的不确定性,采用拉丁超立方抽样和多尺度NJW谱聚类算法获取了包含电价、负荷、可再生能源出力等多种随机因素的典型场景集;根据典型场景集,考虑配电网与虚拟电厂的网络结构、潮流安全、机组出力等约束条件,建立了基于虚拟电厂与配电网各自利益最大化的优化模型,并提出一种基于虚拟电厂与配电网交替优化的协同定价策略。算例仿真结果表明,所提方法充分地考虑了多种随机因素,能够合理地制定虚拟电厂与配电网的交易电价,维持系统功率平衡。