可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分,但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱,考虑不同电力市场间的联动,结合可再生能源消纳责任权重的实施背景,提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中,建立交割日前顺负荷电量出清模型,优先消纳风电稳定出力段;日前市场中,建立火电参与调峰的市场出清模型,最大化风电消纳;实时平衡市场中,建立单侧挂牌交易市场出清模型,完成过剩风电的实时消纳;绿证市场中,基于古诺模型模拟的绿证市场,最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明,该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。

可再生能源消纳责任权重制下电力市场优化决策模型

可再生能源消纳责任权重制与电力现货市场建设并行推进,实际消纳可再生能源电力将成为电力用户完成考核要求的主要完成方式,并且可再生能源电力也将逐步进入电力现货市场参与交易。基于以上框架建立了可再生能源消纳责任权重制下包含可再生能源日前市场、常规能源日前市场、实时市场的双层多主体优化决策模型,通过库恩-塔克(KKT)条件、强对偶定理、二进制拓展法等方法将其转化为混合整数线性规划模型来求解市场均衡点。算例分析探究了考核权重指标、绿色电力证书价格、可再生能源功率渗透率对市场均衡点的影响。分析结果表明,在市场均衡点日前市场中,可再生能源电力出清电价等于常规能源出清电价加上绿色电力证书价格,且随着可再生能源功率渗透率提高,电力现货市场出清电价呈现下降趋势。

可再生能源消纳责任权重下的新能源合理弃电率研究

随着电力系统中新能源比例的逐步提升,电力系统调节能力全面趋紧,若要实现新能源的全额消纳,不但要占用大量的调峰资源,降低电力系统的安全性和经济性,还将阻碍电力系统清洁低碳转型的步伐。从全社会综合用电成本的角度出发,结合可再生能源消纳责任权重目标的实现,提出一种综合考虑新能源开发成本和系统消纳成本的新能源合理弃电率计算方法,并通过仿真分析研究各省区目标配额要求下的新能源合理弃电率,系统研究合理弃电率的影响因素,为各地区高比例新能源电力系统规划运行提供参考。

现货市场环境下的可再生能源消纳责任权重市场机制设计

可再生能源消纳责任权重制度与电力现货市场建设在同步推进。为协调常规电力交易品种与消纳责任权重交易品种之间的关系,实现消纳权重制度顺利执行,设计了现货市场环境下的可再生能源消纳权重市场机制。分析了现货市场背景下消纳权重制度实施的难点,从市场主体、交易品种、交易方式与周期、交易流程4个方面设计相关市场机制,创新性提出包含电网主体的超额消纳量市场设计,并通过算例分析论证包含电网主体的超额消纳量市场对促进新能源发展的积极意义。

可再生能源消纳责任权重制下计及源荷储互动的电力市场均衡研究

由于可再生能源发电具有的不确定性与波动性,弃风弃光现象居高不下。可再生能源消纳责任权重制(renewable energy portfolio standard,RPS)试图通过规定供用电主体的消纳责任,保障可再生能源发电主体的经济运行。因此,分析RPS下电力市场中源荷储运行策略以及市场均衡状态变得尤为重要。基于电力现货市场与RPS规则,提出了用于分析RPS下电力市场中源荷储交互均衡的2阶段模型:下层模型考虑了可再生能源发电不确定性的日前现货市场出清模型和超额消纳量交易模型;上层模型中微电网基于下层模型的分时节点电价和超额消纳量交易价格,优化投资、交易、运行策略。文章使用对角化算法迭代求解上述双层均衡问题,并以IEEE 14节点为例验证模型和算法的可行性。结果表明微电网投资、运行和交易策略在RPS下发生显著改变,系统可再生能源消纳量显著提升。

地市级可再生能源消纳责任权重目标分解方法

为进一步推进可再生能源消纳保障机制的落实,响应省级可再生能源消纳保障工作方案,提出了一种基于潮流追踪的地市级可再生能源消纳责任权重目标分解方法。该方法考虑了网络拓扑结构、线路潮流以及系统运行过程中发电机和负荷的功率特性等工程实际约束,适用于实际电力系统,为省级区域完成国家下达的可再生能源消纳总量和非水权重目标值提供了一种新的实现途径和较为准确的测算依据。基于IEEE 30节点系统和某省级实际大电网的算例验证了本文所提方法的有效性。

基于演化博弈随机优化的市场主体可再生能源消纳责任权重分配方法研究

[目的]针对可再生能源消纳责任权重在市场主体上的分配问题,提出了一种基于演化博弈和随机优化的分配方法。[方法]首先,将各市场主体作为有限理性个体参与弱联系演化博弈中,得到演化平衡时使自己成本最小的消纳权重承担方案,进而得出在政府采取不同奖惩措施的概率区间下各市场主体的选择策略倾向。然后,在得到政府采取不同奖惩措施的概率区间后,通过一个随机优化模型,得到各个主体在各个概率区间内能使自己成本最小的消纳权重承担的具体方案。[结果]将提出的方法在某省电网的170家市场主体数据中进行测算,验证了该方法的有效性和实用性。[结论]在可再生能源消纳责任权重分配方法上提供了全新的方法和思路,为政府加强市场主体对可再生能源消纳的积极性提出了可行性建议。

《国家发展改革委 国家能源局关于印发各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知》政策解读

预计2020年可再生能源电力消费占比将达到28.2%、非水电消费占比将达到10.8%,分别比2019年增长0.3和0.7个百分点,能够支撑2020年非化石能源消费占比目标的完成。国家发展改革委、国家能源局近日联合印发了《关于各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知》(发改能源[2020]767号)(简称《通知》),现从文件出台的背景、内容等方面进行解读。

定调未来10年可再生能源发展 协调消纳责任权重

日前,国家能源局下发《关于征求2021年可再生能源电力消纳责任权重和2022—2030年预期目标建议的函》(下称《征求建议函》)中提出,从2021年起消纳权重将从紧安排;从2022年开始,各地在2021年实际完成情况的基础上,采取年均等额增长的方式逐年提升,确保到2030年全国各省区达到同等消纳权重。《征求建议函》提出,非化石能源消费比重2021年按16.6%考虑,2030年按26%考虑;一次能源消费总量,2021年为51.2吨标准煤,2030年为60亿吨标准煤;全社会用电量,2021年为8万亿千瓦时,2030年为11万亿千瓦时。《征求建议函》测算,2030年全国统一可再生能源电力消纳责任权重为40%,各地2021年实际完成情况与40%的差值,将被平价到9年,为各地每一年需要提升的百分点。

考虑可再生能源消纳责任的售电公司购电决策分析

作为电力交易的主要参与者之一,售电公司须积极承担消纳可再生能源的责任。为分析可再生能源消纳责任考核对售电公司的影响,建立购电组合投资模型。模型采用场景法描述现货电价、可再生能源出力等因素的不确定性,以考虑条件风险价值的交易成本最小化为目标制定售电公司最优购电策略,并引入消纳责任考核的惩罚机制,实现对考核力度作用的评估。模型采用MATLAB中YALMIP工具箱进行线性规划的求解。采用算例仿真分析风险偏好程度、消纳责任指标、可再生能源预测准确度、监管部门惩罚力度等因素对售电公司最优购电策略的影响,验证了模型的有效性。

考虑可再生能源电力消纳权重的市场交易决策研究

在“中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”目标的驱动下,碳市场和绿证市场正稳步快速发展。伴随着碳市场、绿证市场的推进,将产生碳-绿证-电力市场的交互耦合,形成涵盖多市场多主体的交易体系框架。研究考虑可再生能源电力消纳责任权重,结合发电商、售电商等各市场主体受碳市场、绿证市场的影响,通过多主体成本收益分析,建立以各市场主体利润最大为目标的最优交易决策模型。该模型在满足可再生能源消纳水平考核的同时,实现了各市场主体市场利益均衡。最后通过算例结果分析了可再生能源配额、碳配额的变化对多主体交易电量和利润的影响。

考虑储能和可再生能源消纳责任制的售电公司购售电策略

为了使售电公司能够更好地迎接可再生能源消纳权重指标发生改变带来的挑战,改变了各个时段的可再生能源消纳权重指标,建立了考虑储能和可再生能源消纳责任制的售电公司购售电模型。首先,构建了考虑可再生能源消纳责任制的售电公司购电侧模型;然后,建立了考虑可再生能源消纳责任制、储能以及正态分布形式的自身风光出力误差的售电公司利润函数,并以该利润函数最大化为目标函数;最后,通过在粒子群算法中引入罚函数对其进行求解。通过算例验证了储能、可再生能源消纳权重对售电公司收益的影响以及储能在消纳权重发生改变时的作用。

基于可再生能源消纳责任制的石河子光伏发电产业发展研究

光伏、风电等可再生能源消纳责任的落实既是可再生能源发展的瓶颈,也是出路。本文分析国家可再生能源消纳责任政策要求及八师石河子区域可再生能源消纳现状,预测八师石河子区域2021—2030年完成可再生能源消纳责任所需电量,并折合为相应的光伏发电装机。最后提出实现八师石河子区域光伏发电装机的建议,包括多方合作、有序开发建设、提升技术水平、统一进行碳资产管理、运用市场手段完成消纳等。

计及消纳责任权重的区域综合能源系统运行优化研究

在“2030碳达峰、2060碳中和”双碳目标的政策背景下,社会进一步推动可再生能源电力消纳责任权重的实行。作为可以有效支撑清洁低碳能源体系的区域综合系统,需要在考虑可再生能源电力消纳责任权重情况下保证系统经济低碳运行。结合绿色证书交易机制,提出了一种计及可再生能源电力消纳责任权重的区域综合能源系统运行优化模型。以系统总收益最大化为目标,综合考虑可再生能源消纳责任权重、绿色证书交易、碳排放等因素,构建了包含电、热、冷负荷的区域综合能源系统运行优化模型。通过设置不同场景进行算例分析,结果表明考虑了可再生能源电力消纳责任权重和绿证交易的区域综合能源系统优化模型可有效提高系统总收益且兼顾了环境效益,为系统的经济低碳运行提供了有效借鉴。

促进可再生能源消纳的电力市场体系

随着泛在电力物联网的建设和新一轮能源政策的改革,构建适应于我国可再生能源消纳的市场体系成为了重要研究课题。在可再生能源电力消纳责任权重机制下,首先以广东电力市场为研究对象,分析了广东电力市场在消纳可再生能源时面临的问题;然后提出了多能源政策协同下的市场框架,完善了消纳责任下的广东批发市场和消纳量交易市场体系;最后针对可再生能源体系建设过程中的关键技术问题进行研究,探讨了可再生能源的市场出清模式和出清算法,并对促进可再生能源消纳的需求侧灵活性机制及可再生能源指标评价体系进行了分析,对我国未来可再生能源消纳路径提出了针对性的建议。

基于区块链的可再生能源超额消纳量交易体系

为加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,促进可再生能源开发利用,2019年中国出台政策对各省级行政区域设定可再生能源电力消纳责任权重,建立健全可再生能源电力消纳保障机制。超额消纳量交易作为各类消纳责任主体完成自身消纳量指标的重要补充方式,对促进可再生能源消纳具有重要意义。首先,介绍超额消纳量交易的内涵及其必要性,指出超额消纳量交易的机理。其次,系统性阐述超额消纳量交易市场体系的构成,包括消纳量的生成与分配、超额消纳量交易组织、绿证交易与超额消纳量交易的衔接、超额消纳量交易的结算与核算。然后,考虑到区块链技术在电力交易领域的良好应用场景,部署基于区块链的可再生能源消纳凭证交易系统,支撑可再生能源通过参与市场交易实现充分消纳。最后,从规则制定、分配原则、数据共享等方面提出促进中国可再生能源消纳发展的建议。

超额消纳量交易机制下独立售电商购售电策略研究

超额消纳量作为完成可再生能源消纳量的补充方式,对售电商购售电策略产生了新的影响。针对此问题,对售电商月末可出售超额消纳量进行核算,建立考虑超额消纳量交易的售电商购售电策略模型。模型用拉丁超立方抽样结合同步回代技术生成可再生能源和负荷的多个场景描述其不确定性,对超额消纳量及绿证2种消纳量补充方式进行价格预测,引入消纳责任惩罚与激励机制,以购售电收益最大和收益风险损失最小为目标函数实现最优购售电决策。算例对比分析消纳凭证交易、消纳责任权重、可再生能源购电量、可再生能源不确定性等因素对售电商收益与风险的影响,结果表明引入超额消纳量交易机制,并设定合适的罚金与奖金,促进了售电商对消纳责任的落实。

基于消纳责任权重的两级电力市场优化运行模型

在中国电力消纳保障机制和新配额制的实施背景下,为了使省内消纳责任主体完成消纳考核,如何利用市场机制激励可再生能源跨省跨区消纳是关键问题之一。为此,借助于省间-省内两级市场,引入了省间可再生能源交易商代理省内消纳责任主体参与省间可再生能源市场交易。在两级市场框架下,以市场运行成本最小化为目标,建立了一种非线性的双层优化消纳模型。上、下层的出清结果作为对方层级的计算参数,利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和拉格朗日对偶理论,将上述双层非线性问题转化为单层线性问题求解。最后,为验证所提模型的有效性对某地区进行算例仿真,分析不同消纳责任权重、绿证价格下的市场运行成本,结果表明两级市场能够有效降低省内消纳责任主体完成考核的市场成本,促进可再生能源的跨省跨区消纳和电力市场的绿色、经济运行。

基于可再生能源经济调度时序模拟的绿色证书市场交易研究

梳理可再生能源发电商、常规能源发电商与售电公司等交易主体之间的电力、绿色证书供需关系,以各发电商的利益最大化为目标,建立考虑绿色证书的能源经济调度模型,求解消纳保障机制下发电商电力调度及证书交易策略;通过算例分析说明了绿色证书机制提高可再生能源发电商收益的有效性,消纳责任权重对于绿证价格变化、市场力抑制等市场良性运营具有重要作用。

考虑阶梯碳交易与绿证交易的综合能源系统优化调度

为减小综合能源系统的碳排放量以及提高可再生能源消纳能力,提出考虑阶梯碳交易机制与绿证交易机制的综合能源系统绿色调度模型。首先介绍了阶梯碳交易机制与绿证交易机制,并建立其数学计算模型,同时引入可再生能源电力消纳责任权重对绿证交易进行约束;其次以系统的运行维护成本、投资成本、碳交易成本以及绿证收益之和最大为目标分析两机制对系统的影响;最后分析不同碳交易机制参数与绿证参数对系统的影响。结果表明:综合能源系统中考虑碳交易机制与绿证交易机制具有较高的经济性,同时可以有效减小系统的碳排放量,提高了可再生能源的消纳量。