基于多目标两阶段规划的虚拟电厂优化调度

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)聚合分布式电源和负荷侧可调资源以统一整体参与能源市场交易,成为了提升新能源消纳、挖掘负荷侧需求响应潜力的有效途径。在此背景下,构建了基于多目标两阶段规划的虚拟电厂优化调度模型。日前阶段以市场运营收益和用户用能满意度最大化为目标,构建了虚拟电厂多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法求解多目标问题的帕累托最优解,并提出综合效益指标对解进行筛选;实时阶段以偏差惩罚成本和弃风成本最小化为目标,构建了虚拟电厂鲁棒优化模型,考虑了热电联产机组(combined heat and power,CHP)灵活热电比对风电消纳的促进作用。最后,对某实际虚拟电厂进行算例分析,研究结果表明所提方法能够在保证虚拟电厂综合效益的前提下提高其能源利用效率。

考虑动态激励型需求响应的微电网两阶段优化调度

针对微电网中风电、光伏出力和负荷大小的不确定性,从日前和实时两个阶段出发,建立了微电网两阶段优化调度模型。日前调度阶段建立以微电网总运行成本最优的经济调度模型。实时调度阶段在日前调度优化结果的基础上,综合考虑实时优化调度各电源的出力调整顺序,提出了一种动态激励型需求响应参与的实时滚动优化策略。该策略的激励价格和用户参与容量随时间尺度前进呈现出动态变化,旨在利用价格引导用户提高需求响应的参与程度。通过算例表明,动态激励型需求响应相较于静态激励型需求响应不仅可以提升对日前联络线计划的跟踪效果,还能更好地消除微电网日前预测误差。该策略在显著提高用户收益的同时有效降低了系统运行成本,为市场化的微电网优化运行提供了参考。

电-热综合能源市场下的光热发电商运营优化与决策分析

针对当前太阳能利用效率较低和中国光热发电市场化交易程度较低,对光热发电商(CSPS)参与电-热综合能源市场的交易进行了研究。构建了含CSPS等多主体参与的电-热综合能源市场双层模型,其中上层为各主体的决策模型,下层为市场运营机构的统一出清模型,并采用非线性互补算法对该KKT条件模型进行求解。以中国某实际光热电站为例,在多类典型场景下,研究了市场类型、网络阻塞、光照变化等外部因素,以及储热容量这一内部因素对市场均衡及光热收益的影响,并给出了市场利润最大化条件下的最佳储热容量配置策略。结果表明:CSPS同时参与电力、热力市场时,相较于只参与电力市场,可以显著增加其利润,规避阻塞风险,提高太阳能利用效率,并且可以稳定市场价格,缓解电网阻塞,改善社会福利;在相同装机容量下,光热较传统光伏发电,市场竞争能力得到显著提升。

光热发电商参与下的电力现货市场均衡分析

针对当前国内光热电站(concentrating solar power,CSP)参与电力市场交易程度低,市场相关运营研究尚属空白。文章考虑光热发电商作为市场承载主体,面向电力现货市场交易,在解析其内部"光、热、电"能流特征基础上,构建了以热能为能量中枢的光热电站运行模型;然后,以光热发电商售电收益最大为目标,建立了基于多寡头古诺模型的市场交易决策模型,并给出了其非线性互补方法求解过程;最后,以国内某实际光热电站为参考,在3类典型日场景中对其参与电力市场交易进行了实例模拟。结果表明:因其优良的出力稳定特性,光热发电较传统光伏发电,市场竞争能力有显著提升,很大程度上可以弥补其在容量成本上的不足;光热发电的富余热量,能更好地满足电热耦合系统的需求,替代热电联产环节,降低了运行成本,满足了未来综合能源系统发展需求。