基于灵活性资源调节和网络重构的P2P交易的阻塞管理方法

高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式电源以端对端(peertopeer,P2P)的形式参与市场交易,也对电网的安全稳定运行提出了挑战。针对连续双向拍卖(continuous double auction,CDA)机制下P2P交易所导致的阻塞问题,提出了一种考虑产消者经济性的P2P能量市场和阻塞服务市场相互协调的机制和阻塞管理方法。首先,为实现产消者的合理定责,提出了一种考虑交易时序的阻塞定责方式。然后,考虑到产消者参与P2P能量市场和阻塞服务市场的经济性,建立了考虑两级市场产消者经济性的灵活性资源阻塞服务价格模型。在上述基础上,建立了基于网络重构和灵活性资源调节的P2P交易阻塞管理模型。最后,通过具体算例分析了安全校核结果和阻塞管理结果,并验证了所提阻塞方法的可行性和优越性。

计及P2P市场产消者灵活性的配电网阻塞管理

多点接入的柔性负荷和可再生分布式电源会使配网潮流大小和方向频繁变动,而配电侧产消者通常仅考虑自身效益最大为目标进行端对端(peer-to-peer,P2P)电能交易,忽略了不同设备能量流动对系统安全运行的影响,使得交易结果极易导致网络阻塞。针对采用连续双向拍卖机制和零智商增强型投标策略的分散式P2P交易模式所引起的配网阻塞,兼顾产消者数据隐私管理和消费心理学影响,提出一种两级市场动态协调阻塞管理方法。该方法以产消者综合效益最大和解决网络阻塞调节量最小为目标,利用Distflow潮流模型,构建基于节点边际电价的节点灵活性辅助服务价格计算模型。进而通过分布式优化算法求解得到阻塞成本,将该成本按照P2P交易时序和线路阻塞贡献度分摊至有责任的产消者,实现阻塞消除。算例采用IEEE 33节点改进的11节点配网系统,结果表明该方法可在设定的时间尺度和计算精度条件下有效解决网络阻塞,降低阻塞成本和分散式P2P电能交易的效益损失。

电力市场阻塞管理综述

在电力市场环境下,为了确保电力系统安全经济运行,需要对输电系统进行有效的管理。阻塞管理是其核心问题。随着电力市场研究的深入,阻塞管理及其定价已成为研究的热点,并发表出版了大量论文和专著。文中对阻塞管理这一领域的研究进行了简要的分类综述,并力图涵盖这一研究领域的各个方面。

输电阻塞管理的新方法述评(一):——基于潮流的可交易输电权

开放的电力市场需要输电网开放和有效的管理。引入可交易输电权、利用市场机制解决网络阻塞问题是阻塞管理的重要趋势和研究热点。该文分析了基于潮流的输电权的基本思想、特点、实质及其实施过程 ;三节点示例的分析表明输电权的引入可有效地实现市场价格 ,发现、缓解阻塞问题 ,同时具有规避价格风险的功能 ;对引入输电权所带来的问题进行了讨论 。

考虑阻塞管理的发电权交易模型及其网络流算法

发电权交易能够提高电力交易的适应性,降低煤耗与排放量。该文深入分析了发电权交易的深刻意义与背景,比较了其在阻塞管理方面与传统方法所不同的特点。在此基础之上,建立以电量为交易对象、直接考虑阻塞管理的发电权交易模型;根据模型中交易匹配的特性,提出了基于网络流技术的求解算法,并采用决策树的方法从理论上证明了社会福利最优性。该方法具有交易过程清晰、交易算法透明、计算速度快的特点,同时,优化过程中所产生的丰富的市场信息具有明确的物理意义和经济意义。

输电阻塞管理的新方法述评(二):金融性输电权及与FGR之比较

阻塞管理的一个重要问题是如何合理分担阻塞引起的成本。引入金融性输电权 (FTR)能够较合理的解决这一问题 ,同时为市场交易者提供了规避价格风险的工具。作者对文章的第一部分提出的基于潮流的输电权 (FGR)和 FTR的优缺点进行了比较 ;并且建立优化模型分析了二者的一致性。二者的区别在于实现机制 :FTR基于集中调度、易于实现 ;FGR利用市场机制、难以操作。最后对国外输电权的实践做了简单介绍 。

输电阻塞管理的灵敏度分析模型及算法

在电力市场环境下 ,系统的运行方式将更加多变 ,发生输电阻塞的概率大为增加。文中提出了一种利用灵敏度分析进行实时阻塞管理的数学模型及算法 ,即在出现阻塞时 ,根据注入功率与支路潮流的灵敏度来削减对阻塞影响最大的发电出力或负荷 ,从而有效地消除阻塞。针对阻塞管理的实时性要求及阻塞只与局部电网有关的特点 ,采用部分求逆及稀疏矢量法等措施 ,使算法快速、实用。最后通过算例系统的计算 。

可中断负荷参与阻塞管理的多目标模糊优化

给出了一种可中断负荷参与的阻塞管理多目标模型,该模型同时考虑了可中断负荷用户数最少、可中断负荷量最少和独立系统操作员支付给可中断负荷的总成本最少三个目标来消除阻塞。文章结合模型的特点提出了一种基于模糊理论隶属度的多目标线性优化算法。对IEEE30节点系统正常运行情况及意外事故引起的输电线路阻塞情况进行了仿真计算和比较。结果表明,所提方法不仅在模型上比单目标具有更好的综合优势,而且算法快速可靠。

考虑需求侧响应的短期阻塞管理模型与激励机制研究

以可中断负荷这种典型的需求侧响应项目为研究对象,构建了考虑补偿费用的用户需求函数。通过分析需求侧响应前后电力市场中的供给——需求关系的变化,研究需求侧响应项目参与输电阻塞管理时对发电商、用户以及全社会的经济效益的影响。构建了补偿费用函数,量化了具体的补偿费用,从而促进用户上报其真实类型和缺电成本;在此基础上构建了一种全新的计及需求侧响应的短期输电阻塞管理模型。研究工作能够为合理制定补偿标准提供理论依据,并验证了需求侧响应是一种经济快捷的缓解输电阻塞的有效资源。

电动汽车和可控负荷参与配电系统阻塞管理的市场机制

研究了在电力市场环境下,如何通过市场机制来引导电动汽车充电负荷和可控负荷进行协调调度,以避免负荷尖峰和配电系统阻塞。首先,根据负荷用电灵活性,选取温度控制型的居民用电负荷作为可控负荷,并考虑了具备电动汽车入网(V2G)功能的电动汽车充放电负荷的灵活性;根据可控负荷的热力学特性和电动汽车的充放电特性,分别建立这两类负荷的需求模型。之后,根据可控负荷代理和电动汽车代理的经济理性与需求侧负荷特性,代理商向配电系统调度机构上报下一交易日的初步负荷计划;配电系统调度机构对负荷计划进行校验,并采用最优潮流方法确定阻塞价格;各代理商则根据阻塞价格,在满足用户需求的前提下对可控负荷和电动汽车充放电负荷进行调整和协调。通过采用这样的机制,可控负荷和电动汽车负荷的用电计划会根据阻塞价格作出调整,从而减少阻塞时段的用电负荷,增加非阻塞时段的用电负荷,最终避免集中用电导致负荷尖峰和配电系统阻塞。对修改后的IEEE 33节点标准配电系统分析表明,所提出的阻塞管理策略可以在很大程度上缓解或解决配电系统可能出现的阻塞问题。

多时段电力需求响应的阻塞管理

合理制定分时电价和补偿价格,根据电量电价弹性系数建立了一种电力需求响应模型。该模型利用价格信号将负荷高峰时段的部分用电量转移到负荷低谷时段,实现了削峰填谷。根据该模型,提出了一种新的阻塞管理方法。该方法利用节点边际电价选取参与阻塞管理的负荷节点,被选取负荷节点根据多时段下的电力需求响应模型进行负荷转移,同时调节发电机出力,实现从发电侧和需求侧同时进行阻塞管理。IEEE 30节点系统仿真计算结果表明,该方法能够有效缓解阻塞、平抑电价、减少运行费用,具有更好的经济性。

考虑FACTS及成本的输电阻塞管理方法

在开放的电力市场中,阻塞管理方法及阻塞成本的研究具有非常重要的理论和实用价值。利用柔性交流输电设备(FACTS)可以提高系统输电能力的特点,综合考虑了系统物理特性和经济特性,提出了结合灵敏度分析方法和系统最小阻塞管理成本的阻塞管理方法。首先建立了考虑确定晶闸管控制的串联电容器(TCSC)的线路模型;然后根据线路无功功率损耗灵敏度法和有功功率分布灵敏度法计算各线路的灵敏度系数,寻找方法对应的TCSC的安装线路;最后以系统阻塞管理成本最小为目标函数,确定TCSC的最优安装线路以及解决阻塞问题的方法。6节点系统的仿真分析结果验证了算法的有效性。

实时电力市场阻塞管理算法研究

作者提出了一种新的优化类算法用于解决实时电力市场的阻塞管理问题。基于市场成员的调整报价,实时阻塞管理问题被描述为调整成本最小的优化问题。通过将优化问题转化为等价的非线性方程组,避免了起作用约束的识别问题,提高了计算效率;方程组的求解利用了半光滑牛顿类算法,从而具有较快的收敛速度;步长搜索策略的使用确保了算法的全局收敛性,从而使算法具有较强的鲁棒性。算例分析以及与传统算法的比较证明,本文的算法是一种有效的阻塞消除算法。

区域电力市场双边交易阻塞管理实用计算方法

为了实现更大范围的资源优化配置 ,网络互联与区域间的功率交换日益频繁 ,并由此产生了跨大区的输电阻塞管理问题。针对这一问题提出了跨大区电力市场双边交易的阻塞管理数学模型和实用计算方法。在优化目标函数中 ,引入了合同的“权重因子” ,以反映经济上的重要性或政策要求等因素 ,从而区别对待各合同 ,并使合同的调整量最小 ;在约束中 ,同时考虑了单条联络线的热稳定或动稳定约束和联络线割集的动稳定约束。导出了组对组 (点集对点集 )合同内发电功率对线路功率的转移分布因子 ,从而将约束转化为发电机功率增量向量的线性函数 ,并通过阻塞优化校正算法得到最终的可行交易集合。改进的IEEE 30节点算例证明了该算法的正确性和有效性。

基于多元非线性回归的阻塞管理优化模型

针对电力系统的非线性特性,本文建立了反映系统潮流与各机组出力间非线性关系的多元非线性回归模型。应用变换思想将该非线性回归模型转化为线性回归模型,基于MontoCarlo模拟法产生样本,进而应用最小二乘法求解模型。本文采用同时消除法,即根据非线性回归模型,基于Taylor级数得到所有阻塞线路潮流越限量与各机组出力调整量之间的关系,以此构成等式约束条件,从而建立以调整费用最小为目标的输电阻塞管理模型,并用拉格朗日乘子法进行求解。该方法已应用于IEEE-RTS24节点及其他实际系统,验证了该方法的有效性和正确性。

计及可中断负荷影响的阻塞管理定价模型研究

在电力市场环境下,利用可中断负荷参与阻塞管理能有效缓解阻塞和消除市场力,合理的定价是有效利用可中断负荷的关键。作者指出,利用负荷需求的弹性特点并将可中断负荷参与到阻塞管理机制中,通过市场供需关系确定电价可显著减轻阻塞。文中提出了一种定价模型,在此基础上给出了两种定价方法,即节点定价法和分摊定价法,并比较了两种定价方法的特点。最后对两种定价方法进行了仿真,并讨论了电价与负荷弹性的关系,算例结果说明,所提出的定价模型正确合理、简单、实用。

基于智能软开关与市场机制的有源配电网阻塞管理方法

随着高渗透率可再生能源和大规模灵活负荷的广泛接入,在市场环境下用户以实现自身利益最大化的电能生产或消费行为,将可能导致配电网潮流分布在时间及空间上的过度集中,从而出现阻塞问题。文中提出了一种基于智能软开关与市场机制的有源配电网阻塞管理方法。考虑市场环境下灵活负荷的响应特性,建立了基于智能软开关与电价机制的配电网阻塞管理模型,通过将直接控制手段与市场调节机制相结合来解决有源配电网的阻塞问题。采用PG&E 69节点算例对所提出的阻塞管理方法进行了分析与验证。结果表明,该方法可以有效解决配电网阻塞问题,且智能软开关对于缓解系统阻塞及降低阻塞费用有显著作用。

基于模糊阻塞管理的启发式电网规划方法

针对输电网的阻塞问题,以POOL交易模式为大环境,考虑了发电侧、用户侧均参与竞标的双拍卖市场和仅允许发电侧投标的单一买方市场2种方式下阻塞管理的特点,引入模糊理论来描述和处理阻塞管理和规划过程中线路潮流约束以及待选线路未来投资等众多不确定性因素,并采用模糊数描述发电费用和用户效益函数,该函数考虑了发电厂商、用户等市场参与者为了其自身利益最大化而采用策略性投标的情况;基于最大隶属度原则,将阻塞管理问题转化为带约束模糊决策问题,通过引入凝聚函数并采用极大熵方法进行快速求解。针对2种交易方式分别提出了新的灵敏度指标,以表征待建线路对消除阻塞的功效相对于其投资的对比关系,综合体现了其在消除阻塞上的技术性及其本身的投资经济优越性,实现了规划问题的简便、快速及启发式求解。给出的算例表明,这种新的输电网规划方法及其模糊阻塞调度方法是有效的,且具有较好的鲁棒性和实用价值。

基于可中断负荷拍卖模型的电力双边交易阻塞管理

提出了基于可中断负荷拍卖模型的电力双边交易阻塞管理方法,通过市场机制来确定最优的负荷削减程序。阻塞调度过程可以分为三个阶段:调度前阶段、无约束调度阶段和考虑可中断负荷拍卖的阻塞调度阶段。在第三阶段,用户可以向调度机构提交各自的可中断负荷服务报价曲线。构建了阻塞调度模型,综合考虑了最小化所中断的负荷量和最小化向用户支付的可中断负荷服务费这两个优化目标。最后用算例对所提出的模型进行了验证。

双侧输电阻塞管理与拟Aumann-Shapley定价

该文提出了1种电力联营体模式下输电阻塞管理定价的新方法,首先从总发电成本最低为目标的经济调度结果得到阻塞成本,然后利用阻塞边际成本的概念将阻塞成本分给发电侧和用户侧共同承担,消除了阻塞带来的销售盈余。对用户侧采用了1种类似于Aumann-Shapley法的新方法来进行阻塞定价,保证了按各用户对阻塞的影响大小来分摊阻塞成本。理论分析和示例计算结果表明:与其它仅在用户侧分摊阻塞成本的方法相比,该方法克服了公平性差、对发电侧没有激励信息的缺点,具有较好的经济信息和合理性。