区域电力市场多种交易关联问题

区域电力市场中年、月、日等多种交易并存,研究多种交易市场中的竞标行为以及多种交易的关联和效率问题十分必要.文中从市场运营者和市场监管者的角度出发,旨在提供一种评价多交易电力市场的思路,通过分析报价、成交等实际交易数据,来监视市场、理解市场、发现问题.归纳了电力市场交易中主观因素、客观因素与成交结果间相互作用的基本规律,据此提出了多种交易关联的研究思路和步骤;具体推导了多种交易的市场有效性判别的充分、必要条件,介绍了分析评价市场参与者多种交易的整体竞标策略的方法;结合实例介绍了评价市场条件合理性的方法.     

电力公司改变竞标策略对PX市场的影响

电力市场中存在多个竞标者,既“牵一发而动全局”,又非一个或几个竞标者可完全左右市场行为,因而,市场问题实际上是复杂的系统工程问题。文中通过研究PX（power exchange）搓合交易机理,探讨了市场电价的形成机制,建立了市场电价的数学模型,导出了电力公司改变竞标策略对PX市场电价影响的公式。数据仿真结果清晰反映出非管制电力市场的运行中,电力公司改变竞标策略对PX市场电价和成交电量的影响,该研究将有助于寻求最优竞标策略。     

大规模电动汽车参与电力市场竞标策略研究

电动汽车随机并网将会对配电网稳定以及设备安全产生影响,有必要对其充电进行有序管理。以插入式混合动力电动汽车为研究对象(PHEV),通过构建多级随机动态规划模型,优化负荷集成商代理电动汽车参与电力市场的竞标策略。负荷集成商向开放的时前电力市场进行固定竞标和灵活竞标,同时检测配电网的容量约束,灵活竞标能够以备用服务出清,或电能出清。算例分析证明了市场竞标策略可有效平抑峰时负荷并降低电动汽车充电的期间成本。     

PX市场中买电代理商的经济模型及利润分析

全球电力市场化为电力工业提出了一系列新的研究课题。现在各电力公司不仅要处理传统的调度问题,还要考虑新市场机制下的经济问题。基于PX市场中MCP和MCQ的形成机理,探讨了买电代理商的买电经济模型,并进行了利润分析。文中用美国电力市场的数据进行市场仿真,找出了使利润最大的成交电价和成交电量,并给出了相应的竞标策略,结果表明该研究可为买电代理商寻求最优竞标策略和定价策略提供辅助决策作用。     

碳排放约束下虚拟电厂鲁棒优化竞标模型

虚拟电厂中的可再生能源发电出力和电力市场的电价具有不确定性特征,在虚拟电厂的竞标中如何处理这些不确定性因素的影响值得深入研究。应用鲁棒优化的方法处理风电出力和电力市场电价的不确定性,同时考虑碳排放约束对虚拟电厂竞标的影响,建立虚拟电厂鲁棒优化竞标模型。算例分析结果验证了所提模型的经济性和鲁棒性,显示了鲁棒优化法处理含有不确定性参数的优化问题的有效性,且碳排放约束会使虚拟电厂竞标策略发生变化。     

输电网络约束下发电商的市场力行为分析

市场力是指市场参与者能够影响市场出清价格和交易数量的能力。研究电力传输网络约束下竞争电力市场中发电商市场力行为对加强市场监管以及引导市场公平竞争具有重要意义。主要针对不完全信息条件下的双边竞争市场,应用博弈论中均衡模型来分析发电商在最大经济利益的驱动下行使市场力的策略竞标行为,采用2层优化搜索策略计算纳什均衡解的方法进行市场力评估。IEEE30节点的算例分析中,以完全竞争市场下的均衡电价为基准,比较了完全信息与不完全信息条件下发电商拥有的市场力大小,仿真结果表明该市场力分析方法有助于市场监管人员测算与控制市场力,加强市场监督。     

小型电力供应商的竞标策略研究

对一类其竞标策略对电力市场实时价格的影响可以忽略不计的小型电力供应商（pricetaker）,就如何选择竞标策略的问题进行了研究。在3个相关定理的基础上,利用蒙特卡罗方法对由Scenario方法和经济调度方法分别给出的竞标策略进行评估,并由此给出一种竞标策略选择的系统方法。该方法不仅可以解决小型电力供应商的竞标策略选择,也可用于一般电力供应商的竞标策略选择。     

电力市场中电力供应商竞标策略的选择

对于电力市场中一个独立的电力供应商而言,除了解决传统意义上的机组组合或水火电联合经济调度问题,更重要的是如何选择竞标策略以使利益最大化。文中提出利用序优化的方法解决日竞标电力市场中电力供应商的竞标策略选择问题。首先建立电力市场仿真模型并构造一个尽量小而好的竞标策略子集S,并保证S在概率意义上含有“足够好”的解,然后通过对S中每一个元素的精确计算得到其中最好的竞标策略,并以此作为最终的竞标策略。基于一个拥有10个火电机组的独立电力供应商和美国加州电力市场历史价格数据的仿真结果表明,序优化在解决电力市场综合资源的调度与竞标问题时不失为一种有效的方法。     

考虑机组约束的时前市场发电商竞标策略

由于机组约束的存在,发电商在制定竞标策略时不能仅仅针对单个时间点进行优化,还应考虑到这一决策对相邻时段的影响。该文在电能交易的时前市场背景下,以Q学习算法为基础,建立了考虑容量、爬升速率、最小开/关机时间等机组运行约束和机组启动成本的发电商竞标策略模型。该模型从市场前一小时的出清结果出发,在考虑机组运行约束的前提下组织当前时刻机组的报价策略,通过同环境的不断交互,可以在随机波动较大的电力市场环境中得到当日累积回报最大的竞标决策。最后,通过一个10机组系统对模型进行了仿真验证。     

输电阻塞中的多机组联合竞标策略

针对电力竞标市场中出现的输电阻塞问题,提出了基于功率分布系数的电价修正因子的概念和多机组联合竞标策略,并给出了相应的数学模型.该策略的本质是在现有的发电利润函数中,嵌入一可变的报价函数,使得在竞标过程中出现输电阻塞时,可以根据阻塞的情况调整相关机组的报价,从而有效地降低输电阻塞对发电厂商的影响,提高发电效益.多机组联合竞标策略基于由潮流追踪原理导出的系数.此策略能提高全部发电机组的利润,减轻阻塞区域之外的发电机组所受到的不利影响.9节点系统的算例验证了该方法的有效性.     

Electricity supply auctions: Understanding the consequences of the product definition

We study the impact of product definition in electricity auctions. Recognizing the key role of the auction rules—pay as bid, uniform—the definition of the product itself emerges also as a critical step. Poorly designed products may impact both the market performance and the physical operation of the system. We investigate the impacts that the product definition can have on the market outcomes. A product definition implemented in some electricity markets is used to unveil critical aspects that must be considered when electricity products are defined. Our results provide guidelines for improving the product definition in electricity auctions.     

风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型

风电与电动汽车(EV)等储能装置联合运行,有助于缓解风电不确定性对电网带来的影响。为了研究风电商与EV聚合商以合作模式组成虚拟电厂(VPP)参与电力市场投标竞争对市场均衡结果的影响,基于寡头竞争的博弈均衡理论,分别建立风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争,以及以非合作模式独立参与投标竞争的电力市场多时段随机博弈均衡模型,采用场景生成与削减技术计入风速不确定性,并引入投标偏差惩罚机制。根据合作博弈理论,采用Shapley值法对VPP合作收益在风电商和EV聚合商之间进行分配。最后,算例分析验证了模型的合理性和有效性,并表明风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争时,能有效减少投标偏差,并能增加风电商和EV聚合商各自的利润,因而风电商和EV聚合商具有自愿组成VPP参与电力市场竞争的动机。     

轮流出价博弈在制定大用户直供电价中的应用

针对我国电力市场中大用户直供的研究现状,提出了从方法论上研究大用户直供的必要性。文中介绍了轮流出价的讨价还价博弈理论,并引出其中鲁宾斯坦（Rubinstein）模型;在双边垄断的电力市场与自由竞争的电力市场两种背景下,结合鲁宾斯坦讨价还价模型,分析了电力直供中独立发电企业与大用户为确定直供电价与直供电量而进行的博弈过程;认为,轮流出价博弈理论可以很好地协调电力直供中独立发电企业与大用户之间的竞争与合作关系,并最终得出双方都满意的均衡直供电价。     

Security constrained optimal bidding strategy of GenCos in day ahead oligopolistic power markets: a Cournot-based model

Restructured electricity markets may provide opportunities for producers to exercise market power, maintaining prices in excess of competitive levels. In this paper a Cournot equilibrium model is proposed to obtain generation companies’ (GenCos’) optimal bidding strategies in a day ahead oligopoly market, considering elasticity of demand, market power and transmission security constraints. In order to consider network constraints, a multiperiod auction framework is addressed to simulate market clearing mechanism by means of social welfare maximization, in which the behaviors of market participants are modeled through piecewise block curves. Impact of transmission security constraints on participants’ market power is presented. A mixed integer linear programming is employed to solve the problem, resulting supply-demand satisfaction as well as market clearing prices at each hour. A novel methodology is presented for security constrained optimal bidding strategy of GenCos through introducing heuristic effective-supply curves. Subsequently, impact of GenCos’ power exertion on market characteristics and corresponding payoffs is studied. A 9-bus IEEE test system is used to implement the proposed methodology while simulation results demonstrate the effectiveness of the framework.     

Quantification of Market Performance as a Function of System Security

The tight coupling between market and system operations in the restructured environment requires a thorough understanding of the interdependence between the market performance and the way the power systems are operated. In particular, we need to go beyond the qualitative characterization and to quantify the dependence of the market performance on the system security. Such studies are typically not performed in today's regional transmission organization, or RTO, structures. In this paper, we develop a general approach to quantify the monetary impacts of complying with a specified security criterion when the deployment of appropriate preventive and/or corrective security control actions is fully taken into account. This approach is deployed in the day-ahead electricity markets and is based on the emulation of the way the RTO currently operates the market and the grid, the latter in compliance with the security criterion. The proposed approach has a wide range of applications such as comparative market performance assessments of different security criteria and the cost/benefit analysis of network improvements to mitigate the market performance impacts of a set of specified contingencies. We illustrate the application of the proposed approach on the large-scale ISO-NE system to quantify the monetary impacts associated with changing from the current security criterion to two other criteria using the actual 2005 day-ahead data-the historical system model and the bids/offers submitted-with the actual market clearing methodology. These studies capture, in a meaningful way, the impacts of the changes with respect to the current security criterion. An important finding of this study is that the economic efficiency of electricity markets need not decrease when the system is operated under a stricter criterion.     

大用户直购电模式下含大规模风光的电力系统优化调度

作为售电侧改革的重要部分,开展大用户直购电具有重要的意义。随着大规模新能源接入电网,大用户直购电对含大规模风光的电力系统调度运行的影响亟待研究。首先,以系统综合运行效益最优为目标建立了含大用户直购电的风光电力系统调度模型。其次,提出了直购电机组完成直购电电量的3种不同方式,并将其转化为直购电电力电量约束条件加入模型中,同时选取调峰能力和经济性不同的机组参与直购电,来分析不同大用户直购电模式下,直购电机组特性和直购电量对新能源消纳的影响。最后,采用某省算例分析验证了模型的正确性和有效性,并对大用户直购电模式下提高风光消纳率提出了措施和建议。     

有差价合约日前市场中计及风险约束的最优报价策略

日前市场是国内外目前实际运营的以联营体为基础的单一购买者模式的电力市场所采用的最主要的形式.在有些日前市场中采用了差价合约来规避单一购买者和发电公司可能面对的由于电价波动所带来的财政风险.针对具有差价合约的日前市场,在假设市场规约要求发电公司采用线性报价函数申报下一个交易日每个时段的报价而且市场按统一清算价对每个交易时段分别进行结算的前提下,构造了发电公司在日前市场考虑风险约束的最优报价策略的数学模型,计及了发电机组的运行约束和启动成本,并发展了以遗传算法为基础的有效的求解方法.最后,用一个算例说明了所提出的方法的基本特征.     

考虑风电与能源转换和存储设备联营的电力和 天然气市场均衡分析

风电出力较大的不确定性会导致参与市场竞争时的投标偏差问题,多能交易市场中的多能互补有助于降低风电投标偏差。首先,提出了风电商与电转气设备、燃气机组及储气装置分别以合作联营和租用联营模式参与投标竞争的电力和天然气市场交易框架。其中,两种联营模式均可完全弥补风电商在电力市场中的投标偏差,而且电转气设备、燃气机组和储气装置除了弥补风电投标偏差,还能利用不同能源市场价格差异参与套利交易。其次,为了研究比较不同联营模式对电-气市场均衡结果的影响,分别建立不同联营模式下的电力-天然气市场多时段古诺随机均衡模型。其中利用Shapley值法对合作联营模式下的风电商、电转气设备、燃气机组及储气装置进行利润分配。最后,通过算例仿真表明,所提出的两种联营模式有助于提高风电商的市场竞争力,缓解电力和天然气市场的价格波动,促进两个市场的高效平稳运行。     

电力市场模拟中的不确定性机组自组合问题

在电力市场环境下,发电商需要在不确定信息下,考虑机组的最小开、停机时间,确定各自机组期望的最优运行状态,并进而优化各自的报价.为了使电力市场模拟中的发电商决策模型更合理,作者基于报价中标概率函数,建立了考虑机组开、停机时间约束的报价决策模型,对机组自组合状态优化和报价决策行为进行研究和模拟.为了求解该不确定性混合整数问题,将其转化成为Markov过程,并提出相应算法.算例表明:考虑机组最小开、停机时间约束后,发电商会为了增加连续开机的可能性而降低在谷荷时段的报价,而这种报价策略会进一步加大市场中的峰谷电价差.该研究为电力市场模拟中发电商的决策提供了新的思路.     

运行备用市场定价机制对机组报价行为的影响

运行备用是保障电力系统高可靠供电的必要手段。能量市场和运行备用市场之间存在着内在联系。如果备用市场的定价机制能够引起能量市场出清价格的变化，对系统的影响将很大。文中首先按照不同的备用市场定价原则，即市场出清价格方式和按报价结算方式，获得了机组基于成本报价时的利润分布，并分析了分布的合理性及其对机组报价行为的影响。然后利用博弈模型，考察了备用市场不同的定价方法对能量市场机组的报价行为的影响，认为在运行备用市场使用按报价结算方式定价比统一的出清电价方式能更好地引导机组在能量市场报成本价格。仿真计算结果说明了理论分析的意义。