考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险,并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型,构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数,由于所建立模型为混合整数规划问题,采用CPLEX求解器进行求解,设置4种场景进行验证分析,算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放,在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果,使系统最终调度结果更为合理。

考虑条件风险价值的公路交通能源系统多能流管控策略

为了实现公路交通背景下多能源系统和电动汽车换电站的经济运行与利益共赢,该文提出考虑条件风险价值(CVaR)的公路交通能源系统(HTES)多能流管控策略。首先,建立了主从博弈双层优化模型,其中上层模型以最小化HTES的综合成本为目标,对其进行多能流的合理管控与优化定价;在下层模型中,换电站根据HTES制定的价格灵活地调整各电池的充放电功率,在满足电能需求的前提下最小化与HTES进行能量交互的成本。然后基于多场景法,引入CVaR衡量可再生能源出力的不确定性所带来的风险成本,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件和强对偶定理将原主从博弈双层模型转换为单层混合整数线性规划问题以计算其纳什均衡解,进而获取最优的运行和定价方案。最后,进行算例仿真。结果表明,所提策略可以兼顾HTES和换电站不同主体间的经济利益,实现运行成本和风险成本的平衡。

现货市场环境下考虑条件风险价值的风电场最优售电模型

随着我国电力市场的逐步开放,风电产业进入市场成为必然的发展趋势,风电场的售电决策和风险评估是其适应市场的关键。为根据风电场在现货市场环境中对风险和收益的不同偏好,提出相应的售电决策,使得收益最大化和风险最小化。提出了一种考虑条件风险价值的风电场最优售电双层优化模型。将风电场在现货市场中的报量和报价分别作为模型上下层的优化目标进行求解,考虑了预测偏差对售电计划的影响,并以偏差惩罚的形式并入目标函数,同时运用条件风险价值法来控制风电场出力的不确定性,得到风电场不同风险偏好下的报量报价曲线以及综合效用。最后,以某地区工程实际数据为例,利用所提模型就不同的风险系数和偏差价格系数对风电场在日前市场中的报量和报价进行了仿真,验证了所提模型的有效性与合理性。

考虑条件风险价值的交直流系统两阶段分布鲁棒低碳经济优化调度

考虑到海上风电出力的随机性以及日益突出的生态环境问题,以含柔性直流输电技术(voltagesource converter high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出了考虑条件风险价值(conditional valueatrisk,CVaR)的两阶段分布鲁棒低碳经济优化模型,构建了基于Kullback-Leibler(KL)散度的概率分布模糊集,同时利用条件风险价值量化了极端场景下的尾部风险,使得模型能够同时考虑概率分布不确定性以及处于最坏概率分布中极端场景下的尾部损失;此外,将阶梯型碳交易机制并入所提分布鲁棒模型中,通过合理利用柔性资源和储能装置,增强系统运行的灵活性,在兼顾运行风险的前提下,降低碳排放量的目标。再者,为了提高计算效率,在列和约束生成算法(column-and-constraint generation method,C&CG)和Multi-cut Benders分解算法的基础上提出了双循环分解算法。最后,在基于改进的IEEE RTS 79测试系统中验证了所提模型及算法的有效性。

基于多层级条件风险价值的高渗透可再生能源电力系统低碳运行联合优化

在双碳目标下,风电渗透率增加给新型电力系统的安稳运行带来挑战,而条件风险价值法(Conditional Value-at-Risk,CVaR)可对风电的随机风险进行分类量化评估,以用于系统调度运行。根据CVaR提出了改进的多层级条件风险价值法(Multi-layer Conditional Value-at-Risk,MCVaR),并建立了基于MCVaR的高渗透可再生能源电力系统低碳运行联合优化模型。仿真算例结果表明,MCVaR相较于CVaR能够显著降低系统的弃风与切负荷量,同时系统的极端损失下降了49.45%。所提方法能够在满足系统可控风险约束的前提下,实现运行经济效益与低碳环保收益的综合最优化。

基于条件风险价值的风储系统储能容量优化配置研究

随着风能资源的广泛利用,风电场效率和安全性越来越得到人们的重视。运用统计学方法对风速的特性进行分析,可以掌握风能的变化规律,从而对电量进行合理的分配与调度,最大化降低损失和风险。目前,已有大量利用储能系统平抑风电场输出的相关文献,而将条件风险价值作为评价指标引入风能资源评估的研究较少。针对风速不稳定性及其所带来的风电场弃风限电量严重的问题,提出了在风电场并网处配置一定容量的储能装置,将系统的条件风险价值作为优化目标,利用储能装置对风电场进行充放电控制,从而实现平抑风功率大幅度波动、减少弃风限电的目的。通过实际算例分析了储能系统对风功率波动的平抑作用,量化结果和可视化结果表明该方法在风功率削峰填谷中具有重要作用。

考虑源荷相关性及条件风险价值的综合能源系统参与电能量-备用市场优化

为充分挖掘多种备用资源的调节潜力,针对综合能源系统同时参与电能量与备用市场时的优化调度问题进行了研究。考虑同一区域内能源和负荷的相关特性以及系统的运行风险,建立综合能源系统的日前调度随机优化模型。首先,采用基于Cholesky分解的拉丁超立方采样技术生成符合综合能源系统中源荷相关性的风-光-荷样本矩阵。其次,采用近邻传播(affinity propagation, AP)聚类算法生成典型场景。然后,以日前调度成本、备用资源调整期望成本及条件风险价值构成的调度总成本最低为目标,构建综合能源系统随机优化调度模型。最后,建立综合能源系统仿真模型,验证所提方法能够刻画综合系统内部的源荷相关性,并实现系统运行经济性和安全性的平衡。

基于条件风险价值理论的可再生电源高渗透率区域配电网的电压控制策略

在高渗透率可再生能源区域电网中,分布式接入电源和负荷导致电力波动,影响电压稳定,限制了电力供应。研究表明,无功充盈系统对稳态电压控制至关重要。通过建立数学模型、灵敏度分析和控制点选择,确定了调节主变压器电压比为主的电压控制策略。以35 kV输变电系统为例验证了该策略的有效性。

计及条件风险价值和综合需求响应的产消者能量共享激励策略

随着分布式新能源的广泛普及和用户用能需求的多元化,在综合能源交易市场下研究如何优化产消者的能源调度,并解决其剩余能源的交易问题具有重要意义。为此,该文提出了一种由综合能源服务商主导的产消者能量共享优化激励策略。首先,构建由综合能源服务商主导的产消者能量共享实施架构,并给出产消者中的能量枢纽模型;其次,考虑到新能源出力和产消者用能的不确定性,建立了计及条件风险价值和综合需求响应的产消者模型以及综合能源服务商模型;然后,建立产消者能量共享模型,并提出了基于市场贡献的利益再分配策略;最后,通过仿真验证了所提策略能够有效降低产消者的经济成本,提高参与各方的积极性,并为产消者在经济效益和风险水平之间的平衡提供了参考。

基于C藤Copula及条件风险价值的综合能源系统灵活爬坡优化调度

随着可再生能源渗透率增加,净负荷波动幅度也随之变大。因此,该文针对净负荷不确定性变化,结合预测误差相关性与条件风险价值(conditional value at risk,CVaR),提出一种综合能源系统灵活爬坡优化调度方法。首先,通过神经网络模型预测风光荷初始功率,针对预测误差,运用C藤Copula函数构建多元随机变量预测误差的联合概率分布,并据此提出一种灵活爬坡产品设计方法;然后,在考虑净负荷不确定性带来的弃风光和切负荷条件风险价值的基础上,构建考虑灵活爬坡产品风险价值的综合能源系统优化调度模型。仿真结果表明,考虑净负荷预测误差相关性的优化使系统整体经济性提升1.22%,切负荷与弃风光总量减少了17.01%,验证该文方法的有效性。结合不同置信水平下的CVaR值,可为综合能源系统调度提供一定的风险参考。

中国上市银行增量长期条件风险价值估算研究

防控系统性金融风险的前提在于风险趋势的动态监测,该趋势决定于长期条件风险价值溢出传染。为有效测度中国上市银行的增量长期条件风险价值指标并评价其系统重要性和系统脆弱性,选用GARCH-MIDAS模型估算其长期波动率、短期波动率及总波动率,使用DCC-MIDAS模型测度长期相关系数和总相关系数。将所测算出的长期波动率与长期相关系数相结合,计算出增量长期条件风险价值、长期风险溢出指数和长期风险吸收指数。对比分析增量长期条件风险价值和以往研究中所使用的增量条件风险价值之间的差异和联系。考察剔除短期扰动下的风险价值溢出的长期趋势特征,并根据构建的长期风险溢出指数和长期风险吸收指数,稳健地识别出剔除短期扰动下的系统重要性银行和系统脆弱性银行。研究表明:其一,金融资产波动可以显著分解为长期波动和短期波动,长期波动决定着银行收益率波动趋势;金融资产间的相关系数则主要由其长期相关系数决定,并受到短期因素的干扰;其二,长期风险价值确实能够有效测度银行风险价值变化趋势,且增量长期条件风险价值决定增量条件风险价值的变化趋势,是银行风险溢出传染的核心要素;其三,通过增量长期条件风险价值构造的长期风险溢出指数LSRE与长期风险吸附指数LSRR可以稳健地识别系统重要性机构和系统脆弱性机构,从而为审慎监管精准施策提供指导。

基于绿证机制与条件风险价值的风光水网联合优化调度策略

以新能源为主体的新型电力系统建设,大规模新能源消纳面临严峻挑战,需要寻求大规模清洁型灵活性资源及其调节应用机制予以支撑.为此,本文以梯级水电为调节电源,提出了基于绿证机制与条件风险价值的风光水网联合运行的三阶段优化调度策略.第一阶段,考虑风光条件风险价值,构建电网运营商与风光水合作联盟的主从博弈模型,电网运营商在满足可再生能源配额的情况下以利益最大化为目标制定购电电价,风光水合作联盟以收益最大化制定售电策略,通过风光水合作联盟进行负荷跟踪与未进行负荷跟踪时的功率对比得出梯级水电的调整功率,利用遗传算法嵌套Cplex求解器进行求解;第二阶段,风光水合作联盟利益分配,构建非对称纳什议价模型,通过第一阶段求解的梯级水电对各风光集团的调整功率作为各风光集团的议价能力,来制定内部补偿电价,以此来保证合作联盟的稳定,该阶段用ADMM算法进行求解;第三阶段,调整功率分配,通过以电定水,将第一阶段为进行负荷跟踪的梯级水电调整功率分配至各个梯级水电站,该阶段利用遗传算法进行求解.通过算例结果验证了本文方法的有效性.

考虑源-荷不确定性及条件风险价值的电力系统优化调度

高比例风、光新能源机组并网及负荷侧功率的波动使得电力系统面临着较强的源-荷不确定性。为此,提出一种考虑源-荷不确定性及条件风险价值的电力系统优化调度模型。采用随机优化规划的方法对风、光机组及负荷功率不确定性进行处理,运用三角模糊数表征随机变量,利用清晰等价转换求解模糊优化问题;考虑到不确定性带来的运行风险,利用条件风险价值的方法来调控不确定性对调度决策者的影响,降低不确定性风险成本,并考虑了阶梯碳交易成本,降低了系统的碳排放。算例结果表明,所提优化调度模型能够有效降低不确定性风险成本,提高系统运行的低碳与经济性。

两级电力市场环境下考虑条件风险价值的新能源场站最优售电模型

为充分发挥能源资源优化配置作用,我国正逐步建成“统一市场、两级运作”的两级电力市场。在两级电力市场建设初期,新能源场站参与省间电力现货交易的计划电力缺乏指导性是目前亟须研究的问题。对省间-省内两级电力市场的现行机制进行了深入研究,探讨了其运作框架。考虑省间电力现货交易与辅助服务市场的多时间、多空间耦合特性,构建了两级电力市场下新能源场站的售电决策双层优化模型,并基于条件风险价值法对下层模型进行转化,实现对新能源场站出力不确定性的控制。依托东北某省工程实际数据进行了算例分析,结果表明该模型能够在两级电力市场环境下提高新能源场站的市场收益。

考虑条件风险价值的多源协调优化运行策略

为实现双碳目标,电力系统呈现多种电源广泛接入的趋势。提出一种多源协调双层优化运行模型,上层模型将光伏、燃气轮机、储能等多种电源聚合为虚拟电厂,通过优化实现虚拟电厂整体的调度成本最小,针对光伏出力的不确定性,采用条件风险价值理论对风险进行度量;下层模型为系统出清模型,该模型以系统总成本最小为优化目标,考虑虚拟电厂与火电机组、柴油机组参与竞标,输出虚拟电厂实际中标容量返回给上层,使得虚拟电厂可根据实际中标容量调整各电源出力。为求解所构模型,采用卡罗斯−库恩−塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型。最后,通过算例验证模型有效性,结果表明,多源协调运行参与系统调度,能有效减少系统运行成本,提高可再生能源消纳率。

基于条件风险价值的电动汽车充电站规划

针对电动汽车充电负荷的假日性以及负荷预测的不确定性,基于条件风险价值构建了电动汽车充电站规划模型。基于出行链,结合Dijkstra最短路径算法,利用蒙特卡洛随机模拟得到快慢充负荷的时空分布。以充电站建设数量最少为目标,满足所有充电需求点为约束,建立选址模型。考虑用户等待时长,以充电站建设成本最小为目标,建立定容模型。为解决定容模型中充电负荷假日性以及负荷预测随机性,利用鲁棒优化将定容模型转化为机会约束规划,引入条件风险价值工具进行求解。以某区域充电站规划为仿真算例,算例结果验证了该方法能够增强充电站规划模型的鲁棒性,具有可行性。

考虑条件风险价值的“新能源+储能”电站现货市场投标策略

新能源电站的发电和现货市场电价均存在较大的不确定性,使得其投标决策困难,容易因实际发电量与投标电量之间或实际电价与预测电价之间存在较大偏差而产生惩罚费用或影响投标决策有效性。考虑上述因素,将“新能源+储能”电站作为价格接受者,以国内双结算模式和偏差考核为背景制定现货市场最优投标策略。首先,采用最小门控记忆网络–分位数回归(minimal gated memory network-quantile regression,MGM-QR)组合模型模拟电站出力和电价的多重不确定性,以条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)为风险度量措施,构建“新能源+储能”电站的日前市场投标和实时市场预期投标的电量组合模型。其次,在实时市场阶段,基于电价和出力的超短期预测结果,利用鲁棒滚动优化模型调度储能出力并重新确定投标电量以获取最大化收益。最后,通过某地区的实际数据进行验证,结果表明所提方法可以有效满足不同风险偏好决策者投标决策需求,保障电站收益。

基于条件风险价值的含风电多区域机组组合模型

随着风电装机及并网规模不断扩大,通过联络线将电网互联可以在更广范围内对其消纳,但风电出力的不确定性造成系统运行风险增加。为了平衡电网互联的多区域机组组合运行经济性和风险损失,在多区域机组组合中引入条件风险价值对风险进行量化,提出了考虑条件风险价值的多区域机组组合模型。此外,为了协调联络线运行的经济性和灵活性,对联络线运行方式也进行了详细建模,并通过引入辅助变量,将联络线运行方式模型转化为混合整数线性约束,最终将所提多区域机组组合模型转化成混合整数线性规划形式进行求解。用改进的两区域系统作为仿真算例,结果表明该方法可以对系统的尾部风险进行有效控制,在保证多区域互联网电网运行经济性的同时提高了抵御风电出力不确定性的能力。

基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度

针对综合能源系统调度过程难以兼顾不同能源的调度条件,导致能源调度准确性较差的问题,提出基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度.分析以电、热、气为主的综合能源系统结构和响应过程,探究系统的不确定性供能因素.根据条件风险价值理论建立最优调度目标函数,将能量平衡、功率限制和储电设备容量等作为约束条件,构建优化调度模型.利用粒子群迭代方法求解模型,获取粒子的速度与位置更新方程,得出最佳调度结果.结果表明,所提方法能够准确预测出能源需求量,将输出能源控制在合理范围内,降低系统运行风险,提高经济效益.

基于条件风险价值的灌区水质水量配置模型研究

随着全社会用水需求不断增加,水资源利用冲突与矛盾加剧,水量与水质问题不容乐观。以赣抚平原灌区为例,在总结现有研究成果的基础上,引入条件风险价值理论,基于合作博弈建立水质水量配置模型,并从多个方面对模型效果进行了评估。结果表明:随着风险控制的置信水平提高,经济和社会效用升高,供水量增加,环境效用下降;随经济损失容忍度提高,经济和社会效用均降低,供水量降低,环境效用升高;考虑初始点的随机模型能够保证较多的总供水量、较高的经济效益和用水满足度;同时可在灌区的实际可供水量条件下,达到灌区缺水损失风险规避要求。研究可为水资源利用冲突管理提供参考。