风氢耦合系统参与现货市场的竞标策略及优化调度方法

为解决高比例风电市场竞标能力弱、市场消纳困难的问题,提出高比例风电耦合氢储能系统联合参与现货市场竞价的双层Stackelberg博弈模型。首先,研究风氢耦合系统内部能量转换关系,揭示风氢耦合系统的能量“时空平移”机理,在综合考虑风氢耦合系统收益和成本的基础上,建立风电投标和氢储能充放电决策模型;其次,兼顾风氢耦合系统和独立系统运营商的利益诉求,基于Stackelberg博弈建立以火电机组、风氢耦合系统为主体的市场出清模型;最后,针对双层模型求解困难的问题,运用KKT条件和强对偶理论将双层模型转换为易于求解的单层混合整数规划模型。仿真结果表明,所提策略对高比例风电的市场消纳起到了积极作用。

考虑碳排放金融市场的风-氢-火多能耦合系统交易模型

为适应碳排放权市场交易模式的多样化,提出基于现有碳排放权交易市场规则的风-氢-火多能耦合系统交易模型。基于配额和核证自愿减排量价格差,建立即期市场下多能耦合系统碳排放权即期交易模型。针对配额和核证自愿减排量的可积累性,结合欧洲能源交易所碳期权市场交易规则,提出远期市场下碳排放期权交易模型;基于广义自回归条件异方差模型改进B-S欧式期权定价模型,对国家核证自愿减排量看涨期权进行建模。算例将碳金融市场与电力调度进行有机结合,并针对现有模式、即期和远期碳排放权交易市场3种情况进行评估和分析,验证模型的有效性,为碳金融市场建设提供参考。

基于纳什谈判理论的风电-虚拟氢厂参与现货市场合作运行策略

为解决市场机制下风-氢多能系统的合作运行问题,提出基于纳什谈判理论的风电-虚拟氢厂(VHP)参与现货市场合作运行策略。从制氢、储氢、柔性氢负荷3个方面揭示氢能系统灵活运行机理,提出了VHP的概念并建立考虑制-储-用多环节协同运行的氢能系统一体化模型,在此基础上,计及不同制氢技术间的资源互补特性、低碳互补特性,从技术组合创新的角度提出电解水制氢与煤制氢耦合运行的“综合制氢”系统。基于典型场景集刻画风电及市场电价的不确定性,以收益最大化为目标,建立电力现货市场环境下基于纳什谈判理论的风电-VHP合作运行两阶段随机规划模型。为保护各主体的隐私,在对原始纳什谈判问题进行等效转换后,基于交替方向乘子法实现合作运行模型的分布式求解,并通过仿真算例验证了所提策略的有效性。

考虑灵活性补偿的高比例风电与多元灵活性资源博弈优化调度

在含高比例风电的新型电力系统中,针对由于缺乏灵活性调节激励机制造成的灵活性资源调节积极性不高、风电波动性平衡困难的问题,该文提出一种考虑灵活性补偿的高比例风电与多元灵活性资源博弈优化调度方法。首先,计及风电波动性与负荷波动性的时空耦合特性,定义了风电波动性评价指标,并以此为基础提出了风电灵活性调节需求量化方法;然后,考虑各灵活性资源主体决策的差异性和趋利性,提出了基于主从博弈的灵活性供需均衡分析方法,以各主体利益最大化为目标建立灵活性资源供需博弈优化模型;最后,通过仿真案例验证了所提方法可以有效提高源-荷-储多方灵活性资源参与调节的积极性,并促进高比例风电的上网消纳。

计及空气碳捕和电转气的智慧小区微能网优化调度

碳达峰、碳中和背景下,针对绿色低碳智慧小区微能网优化调度难题,提出一种考虑直接空气碳捕(direct air capture,DAC)与电转气(power to gas,P2G)协同效益的微能网优化调度方法。首先,提出小区空气碳捕应用场景新思路,基于CO_(2)化学吸附原理建立智慧小区DAC碳捕量、碳捕能耗耦合关系的数学模型;进而,在研究P2G-DAC特性的基础上,建立P2G-DAC协同运行模型;然后,在考虑小区微能网系统约束及DAC装置变温吸附循环特性的基础上,以系统综合运行成本最小为目标,构建协同调度模型;最后,利用Yalmip工具箱调用Gurobi求解器对模型进行求解,并基于西南某别墅小区开展仿真验证工作。仿真结果表明,所提智慧小区微能网P2G-DAC协同调度策略能够促使系统综合运行成本下降6.77%、系统碳排量下降75%,在提升微能网运行经济性的同时,能够降低碳排放,产生环境、社会效益。

考虑储能共享的风光储集群联合优化运行及竞标策略

在电力市场和低碳经济背景下,为增强新能源电站间的时空互补能力,提高自配储能利用率,建立了考虑储能共享的风光储集群联合优化运行及竞标策略模型。首先,基于新能源电站的互补特性,设计了考虑储能共享的风光储集群联合运行机制,并分析了风光储协同运行机理;其次,考虑以市场手段促进新能源消纳,建立风光电站参与日前能量市场,自配储能及共享储能为其提供平衡波动备用容量的市场收益模型;在此基础上,考虑电价及风光出力的不确定性,提出风光储集群联合竞标策略,以实现风光储集群利益最大化;最后,利用改进的粒子群优化算法求解联合竞标及协同运行模型。仿真结果表明,所提策略能够有效提高自配储能利用率,增加风光储集群收益,对新能源的市场消纳起到积极作用。