计及需求响应的虚拟电厂日前市场交易策略研究

虚拟电厂作为分布式资源的聚合体,可以参与电能量市场与调峰市场交易。提出一种虚拟电厂参与能量与调峰市场的交易策略。首先,构建虚拟电厂参与能量与调峰市场的交易框架。然后,构建了柔性负荷的能量-调峰响应模型,并针对柔性负荷中的可转移负荷提出一种计及峰谷转移偏差的阶梯型补偿需求响应机制,目的在于引导可转移负荷参与需求响应的同时提高虚拟电厂在调峰市场中的收益。最后,构建虚拟电厂与柔性负荷之间的主从博弈模型,采用粒子群算法与Gurobi相结合的方法求解虚拟电厂利润与柔性负荷用电成本的纳什均衡。算例表明,所提需求响应机制能够充分挖掘可转移负荷的响应潜力,并增加虚拟电厂在日前市场中的利润。

考虑时序二维变化的日前市场电价预测模型

电价预测对电力市场参与者的运营决策及电力系统安全稳定运行关系重大。针对日前市场电价预测问题,本文提出一种考虑时序二维变化的日前市场电价预测模型和方法。首先采用改进的带自适应噪声的完全集成经验模式分解对日前市场电价历史数据进行分解,然后对其高、低频子序列分别采用考虑时序二维变化的Ti⁃mesNet和基于统计分析的差分自回归移动平均进行预测,二者结果之和构成日前市场电价的预测值。仿真结果表明,所提方法相较于现有单一或组合模型具有较高的预测精度。

日前市场中火力发电商的市场力评估

在新能源出力波动以及负荷峰谷差加大的影响下,火力发电商可能因日前市场中的各类约束而拥有市场力。文章综合考虑日前市场中的各类约束,建立了跨时段必运行容量计算模型,并基于跨时段必运行容量构建了火力发电商日前市场市场力评估指标,为电力市场管理机构评估火力发电商在日前市场中拥有的市场力提供了新方法。此外,文章使用所建模型与指标进行了算例仿真。

新能源参与下的日前市场出清模型研究

新能源发电装机容量已成为我国电力系统的重要组成部分,并且持续增长。通过有效的市场机制可以促进电力系统对新能源的消纳容量,提高新能源发电的利用率,降低“弃风”和“弃光”概率。研究了分时竞价模式下新能源发电参与的日前市场出清模型,并通过基于Q学习的求解算法研究了日前市场出清模型的最优解。结果表明:所推导的日前市场出清模型,可提高发电厂的收益,同时降低发电成本与排放成本。

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。

远期与日前市场相结合的发电权交易模式

远期市场与日前市场交易是目前发电权交易两类主要的交易模式,若能将两者有效结合,则有利于发电权交易市场的形成和健康运营。为此,提出了以远期交易市场为主、日前交易市场为辅的发电权交易模式。通过开辟日前交易二次市场,为发电权远期交易商提供了进入日前交易市场进行再交易的机会;根据日前交易市场的特点建立了双边可选择的发电权远期-期权合约交易模型,将网损变化成本引入合约中断价格的计算,使得该模型具有引导交易向降低网损、利于系统安全、经济运行的方向进行的功能。文中对混合交易模式的可存在性进行了分析,并设计了交易组织步骤。算例分析表明,该交易模式不但给予发电权参与双方更多的交易灵活性,而且能够促使发电权交易向有利于节能减排,降低系统损耗的方向进行,起到了优化发电资源配置、提高系统运行安全的作用。

激励性含柔性负荷日前市场出清电价机制的建模

对于电力市场而言,发电竞争只是电力改革的初级阶段,进一步让柔性负荷参与市场竞价是电力市场化的必经之路。传统上采用节点边际电价的日前市场出清电价机制,理论与实践均证明,该机制难以同时实现个体理性、激励相容和社会福利最大化等要求。考虑到电力市场成员之间的信息不对称性,为克服电力市场中市场成员的策略性报价行为,实现市场的高效运行及社会福利最大化,基于VCG的机制设计理论,给出了一种考虑发电机组和柔性负荷参与日前市场出清的电价机制,该机制同时满足激励相容、个体理性以及社会福利最大化要求。最后,采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该日前市场出清电价机制的基本特征。

电力用户参与风电消纳的日前市场模式

针对中国西北、华北、东北("三北")地区富风期与供热期相重叠造成的风电消纳困境,结合大用户直购电市场化改革方案,提出了激励电力用户参与风电消纳的日前市场模式。依托于现货市场环境下的电力用户与发电企业直接交易,设计了电力用户在日前市场中参与风电消纳的交易申报、交易出清、交易结算及市场组织;精细化考虑电力用户调峰用电曲线的个性化调用需求、电力用户报价限制等约束,建立了考虑电力用户参与风电消纳的日前市场出清模型。算例验证了所述市场模式及模型的合理性、有效性。

独立发电商在日前市场的竞价策略分析

世界范围内的电力改革正在逐步进行 ,解除管制后独立发电商除了要解决传统的机组组合问题外 ,还必须主动参与市场 ,制定优化可行的竞价策略 ,才能最大化自身利益。这既给发电商注入了新的活力 ,也带来了前所未有的挑战。文中综合分析了近几年来提出的各种独立发电商参与交易中心日前市场竞价的策略模型和算法并加以分类 ,指出了各类方法的特点 ,探讨了今后需要解决的问题和研究方向。

多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略

在多运营主体流域梯级水电站参与的日前市场出清模型,下游电站作为价格接受者,且出力主要由上游电站中标量决定,但可利用有限出力裕度制定自调度投标策略,拓展收益空间。针对下游电站中标曲线滞后于上游电站,容易错过负荷、电价高峰的问题,提出"峰前腾库、峰后蓄水"出力调整策略来增厚收益;针对天气变化带来下游电站入库流量大尺度波动,消纳困难,提出"调蓄削峰"两阶段出力优化调整策略,以平稳泄流、缓解弃水。下游电站将出力调整曲线上报市场运营机构,进行自调度投标,实现增发增收。最后,以某包含梯级上、下游水电站的系统为例,进行市场交易仿真模拟,结果表明所提策略可有效提高下游电站收益、降低弃水。

PJM日前市场电价的统计分析

对市场电价的统计分析有助于掌握电价的分布规律,并为发电厂投资、市场风险评估等研究提供依据。文中基于美国PJM(Pennsylvania-New Jersey-Maryland)日前市场的实际数据,采用K-S(Kolmogorov-Smirnove)检验法对电价的统计性质进行了验证,得出如下结论:首先,PJM日前市场的年电价服从对数正态分布;其次,以负荷高低水平将电价进行分类,在中高等负荷时段,电价服从对数正态分布,而低负荷时段电价服从正态分布;最后,在不同负荷的情形下,负荷与其对应电价的均值、标准差之间存在着一种近似的线性关系。

多运营主体梯级水电站参与的日前市场出清模型

中国普遍存在梯级水电上、下游电站隶属不同运营主体的现象,各电站独立参与现货市场竞价时,调节性能欠佳的下游电站可发电量由上游电站中标电量决定,面临中标电量与实发电量匹配失衡的问题,导致交易结果难以执行,不利于市场稳定和水电资源利用。为此,文中研究了多运营主体流域梯级水电站参与的日前市场出清模型,下游电站作为价格接受者,无需申报电量,其电量通过上、下游电站水力耦合关系,表示为关于上游电站申报电量的线性函数,嵌入日前出清优化模型,实现上、下游电站联合出清。重点探讨上、下游电站之间水流时滞对下游电站运行的影响,并在日前市场出清中予以考虑。最后,以包含6家发电商和8家购电商的系统为例,模拟日前市场竞价场景,结果表明:该出清模型能有效缓解下游电站独立参与电力市场面临的发电量匹配失衡问题。

兼容中长期实物合同的日前市场出清模型

如何处理中长期实物合同交割与电网运行约束之间的衔接问题,是分散式市场模式现货市场出清模型设计的关键。文中分析了欧洲分散式市场模式现货市场出清模型的特点,根据中国电力交易和调度管理体制与欧洲的差异,设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理协同优化的市场出清模型。模型允许机组在日前自主决定其次日启停机计划,通过反向交易报价机制实现对中长期实物合同发用电计划的阻塞管理和帕累托改进,通过引入供需平衡松弛变量满足极端供需情况下的模型求解问题。基于IEEE 30节点系统的算例仿真表明,模型能够适应不同市场场景的运行需要,提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。

基于远期合约与日前市场的大用户购电模型

基于大用户的视角,分析了基于多重结算系统的最优购电策略:在现金市场中讨论了日前市场,远期市场中讨论了远期合约和欧式看涨期权。以利润的条件风险价值CVaR最大化为目标,构建了大用户在日前市场的购电优化决策模型,给出了模型的解析解;并以此分析了日前市场电价、缺电损失和风险偏好对最优购电量的影响。结论表明:大用户在日前市场的最优购电量总会随着日前市场电价的递增而减少,随着缺电损失的递增而增加;大用户的风险偏好会影响其购电决策,影响程度共同取决于用电收益、日前市场电价和缺电损失。

计及计划内偏差和风速分布的风电场商日前市场竞标研究

随着大规模风电并网和电力市场的发展,风电场商被要求参与到电力市场中。由于风电的波动性和不可准确预测性,风电场商在竞标出力获取收益的同时,需要承担无法准确申报出力而导致的不平衡费用。本文遵循风电本身的客观规律,提出不平衡费用的收取需要考虑功率计划内偏差,详细推导在风电场风速满足威布尔分布情况下的风电场商日前市场竞标模型,该模型以风电场商期望收益最大化为目标,在日前市场风电场商获得竞标出力收入,在不平衡市场风电场商收取超过计划内偏差功率部分的不平衡费用。算例详细分析不平衡市场的报价、计划内偏差比例和不同风速分布参数对风电场商日前市场竞标出力的影响。

计及中长期合同电量分解与风电报价的日前市场出清模型研究

运用市场化机制保障并促进风电消纳,已成为中国电力市场建设的关键任务之一。针对当前中国电力市场中长期交易与日前现货交易衔接问题,以及风电参与市场交易机制不合理、不完善问题,设计了计及发电商中长期合同电量分解的日前市场出清模型。综合考虑风电的发电能力、日前预测功率和常规机组调节能力,建立风电商和常规机组中长期合同电量分解的日分时电力合同曲线,以确定各发电主体参与日前竞价的报价空间;在此基础上,通过引入能够反映风电预测误差和波动性对系统运行成本影响的协调因子,构建基于风电协调价格的日前市场二次出清模型。该模型有助于实现中长期交易与日前现货交易的有效衔接,发挥集中式现货市场机制的集中协调优势以促进风电消纳。通过算例分析,验证了所提日前市场出清模型的有效性。

考虑风电功率短期预测值偏差的日前市场经济调度

由于风电功率预测具有一定的偏差,在制定日前市场经济调度计划时,需要考虑风电功率不确定性带来的影响。文章通过风速的分布函数、风速和风电功率输出的关系,来测算预测偏差费用,然后结合各发电机的报价参数建立了含风电的日前市场经济调度计划模型,并使用机会约束规划模型来描述系统的约束条件。最后通过具体的算例分析了置信水平、Weibull分布参数和预测偏差费用系数的影响,验证了该模型的可行性。

日前市场下发电商机组优化组合研究

日前电力市场下,发电集团经常面临在给定总负荷出力曲线和总备用服务要求下,如何在机组间(厂间)进行合理分配出力/备用容量的优化问题,针对于此,提出了考虑旋转备用服务的日前市场机组组合模型和"基于决策树的动态规划法"的求解方法,并利用该方法进行了具体实例计算,深入分析了旋转备用被调用概率、结算价格和容量对机组组合模型优化结果的影响,为发电集团合理安排日前市场下机组间(厂间)负荷分配或联合调度营运提供了一定的思路和实际意义。

激励性含风电竞标日前市场出清电价机制的建模

在日前市场出清电价机制中,为同时实现发电机组个体理性和激励相容以及市场出清总成本最小化的要求,应用基于VCG(Vickrey-Clarke-Groves)的机制设计理论,给出了一种含风力机组竞标的日前市场出清电价机制。建立了含风电竞标日前市场出清模型,采用抽样平均逼近法求解该市场出清模型。基于VCG机制设计理论,定义发电机组(常规/风电)获得的支付为该机组参与日前市场出清前后,日前市场出清总成本的变化量。采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该含风电竞标日前市场出清电价机制的基本特征。仿真结果表明,所提电价机制满足市场出清总成本最小化、激励相容以及个体理性等要求。

考虑深度调峰的电力日前市场机制设计

中国电力系统缺乏灵活调峰资源,面临严重的弃风、弃光困局,迫切需要充分调动各种资源的调峰潜力。文中提出了考虑深度调峰的电力日前市场机制设计,将深度调峰、可再生能源消纳和日前市场相结合。设计了基于深度调峰报价和避免削减降价的市场机制,深度挖掘火电机组的调峰潜力,激励火电机组主动降低自身出力参与调峰,激励可再生能源出让部分发电上网的红利,从而以共赢的方式促进可再生能源的消纳。构建了考虑深度调峰的电力日前市场出清模型,实现火电与可再生能源在低谷时段的发电权交易,实现了火电深度调峰和日前市场出清的联合建模,解决了两个市场割裂的情况下难以考虑机组爬坡约束的问题。文中采用IEEE 118节点算例系统,验证了所提机制和模型的有效性。