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(CVaR)的油气勘探投资组合决策模型研究

以现代投资组合理论为基础,引入条件风险价值(CVaR)相关理论和方法,构建了基于CVaR的油气勘探投资组合决策模型。该模型运用CVaR代替方差度量勘探投资组合的风险,利用线性规划求解各项目的最优投资比例。通过算例分析了预期收益、置信水平及约束条件对投资组合的影响。研究结果表明CVaR投资组合决策模型不仅继承了传统均值—方差模型分散投资风险的优点,同时有效克服了方差在勘探项目风险度量上的缺陷,有助于决策者更好地了解勘探投资组合的潜在风险,使得投资决策过程更加科学,为制定合理的油气勘探投组合提供了一种新的思路和方法。

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。

简论均值-条件风险价值(CVaR)

近年来,在金融全球化和自由化以及资本市场不断发展的背景下,越来越多的投资者加入到金融市场中,对于投资组合理论和方法的研究获得了广泛关注.金融风险研究成为了国内外金融实务界、理论界共同关注的对象.条件风险价值(CVaR)是近几年发展起来的金融风险量化工具,CVaR弥补了VaR的一些缺陷且满足一致性风险度量的标准,相比于VaR,CVaR能够对尾部风险进行很好的控制.本文主要介绍了均值-CVaR模型及其隐式解.

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。

基于条件风险价值的购电组合优化及风险管理

以条件风险价值为市场风险计量指标对供电公司收益?风险进行量化,建立了以收益最大化为目标的多市场购电组合优化模型。以在3个电力市场中购电为例,将上述模型转化为线性规划问题进行求解。计算结果表明,所提出的模型为供电公司的购电决策与风险评估提供了新方法,可使供电公司在满足一定风险约束的前提下具有最大购电收益。

考虑条件风险价值的虚拟电厂多电源容量优化配置模型

虚拟电厂中风、光等可再生能源出力及市场电价的不确定性会导致其收益具有一定的风险性。合理配置虚拟电厂中风电、光伏、储能以及常规机组的容量,能够降低系统成本,使投资者的利益最大化。以投资和运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值作为风险量度的指标,建立了一种基于投资组合理论中计及风险量度的虚拟电厂容量优化配置模型。在此基础上,探讨风险偏好对规划虚拟电厂多电源容量配置的影响,以及环境成本、自然资源及负荷之间的相关性对配置结果的影响。以美国德克萨斯州某地区附近的风、光资源,电价及负荷数据为实例,采用场景技术模拟不确定性。算例结果表明了该模型的正确性,可为不同风险偏好的投资商在规划建设虚拟电厂时面对多电源容量配置问题提供定量依据。

主动配电网中考虑条件风险价值的智能软开关的规划方法

针对高比例可再生分布式能源的接入造成主动配电网运行电压越限和支路过载问题,提出了计及网络重构基于条件风险价值理论(conditional value-at-risk,CVaR)的智能软开关(soft open point,SOP)三层规划模型。首先,为了模拟分布电源出力不确定性,建立了基于Wasserstein距离的最优场景。其次,上层模型兼顾了综合成本最小化、安全风险最小化两个目标以确定SOP位置与容量;中层模型以每个场景运行成本最小化为目标进行网络重构;下层运行优化模型中考虑了有载调压变压器、投切电容器组、需求响应以及SOP功率传输多种主动调节措施。为了降低模型求解复杂度,采用基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法进行求解。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例,对提出的规划模型进行了验证和分析。

基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型

在开放的电力市场环境下,电力金融市场具有随机性特征,风险控制和资产管理策略是影响电力市场资产配置效果的两大关键因素。根据投资组合的风险分散化原理,文中建立了基于条件风险价值的动态多阶段电力资产配置模型,分析了不同资产调整策略对电力资产配置效果的影响。应用该模型模拟了某电力市场参与者采用不同资产调整策略时投资组合的有效前沿和组合收益率分布情况。实证研究表明,通过电力实物资产、电力衍生产品和相关能源衍生产品的投资组合,并采取合理的动态多阶段资产调整策略,可以有效规避电力市场风险。

基于条件风险价值的投资组合优化模型

采用RTRockafellar和SUryasev的一种优化算法,构造了一个以条件风险价值代替标准差度量风险的投资组合优化模型.选择沪、深股市6种股票构成一个投资组合,用Matlab软体对模型进行优化计算,得到了该投资组合的有效前沿和投资权重,并与用传统的均值方差模型的计算结果进行了比较.结果表明,这2个模型优化得到的有效前沿非常相近,与国外研究获得的有效前沿图形也非常相似,但这2个模型优化得到的投资权重却有较大差异.

极值理论在高频数据中的VaR和CVaR风险价值研究

高频数据具有与低频数据明显不同的特征。本文引入广义帕雷托分布代替传统的正态分布等,精确描述金融高频数据收益的厚尾特征;并且计算高频数据下的VaR和CVaR,然后利用深成A指数据进行返回检验。两种返回检验方法的结果表明,极值理论方法可以比较精确地度量VaR和CVaR。

基于条件风险价值的微电网现货市场两阶段调度

现货市场环境下并网微电网作为售电主体需要面临价格波动风险,其运行调度变得更加复杂。针对广东省现货市场交易机制,利用条件风险价值作为风险度量工具,建立微电网作为售电主体参与现货日前市场与实时市场两阶段风险调度模型。在此基础上,探讨日前与实时风险偏好系数对调度结果的影响,分析偏差价差收益转移结算机制对微电网收益的影响,以及储能参与程度对结果的影响。以模拟日前与实时电价场景数据来反映价格的不确定性,算例结果表明了该模型的正确性,可为微电网售电主体在现货市场下运行调度内部资源时提供理论依据。

基于分形条件风险价值的供电公司动态购电组合模型

电力市场实际上网电价并不一定满足正态分布,因此,有必要对供电公司在多交易市场、多阶段条件下的购电策略进行研究。文中首先采用极大似然估计法对美国PJM电力市场实际上网电价数据的分形分布特征参数进行了估计,并运用柯尔莫哥洛夫拟合检验(K-S)法对其拟合效果进行检验;市场用电量利用均值回复的AR(1)模型进行描述,美国PJM电力市场的实际用电量数据验证了该模型的有效性。根据上网电价服从分形分布的特性推导出了评估供电公司动态购电组合风险的计算公式。在此基础上构建了基于投资组合理论的供电公司动态购电组合模型,并利用等价原理将该模型转化为线性规划模型进行求解。算例表明所构建的供电公司动态购电组合模型能真实地反映供电公司所面临的风险情况。

计及风电条件风险价值的负荷恢复双层优化

在高风电渗透率电网的负荷恢复过程中,适当时机接入一定比例风电有利于提高负荷恢复效率,但同时会增加发生二次停电的风险。考虑负荷恢复过程风电参与的不确定性,建立同时考虑负荷恢复收益与风险的恢复策略价值量优化模型。利用条件风险价值(conditional value at risk,CVa R)方法对负荷恢复过程中的不确定性因素进行定量计算和风险衡量,从而将具有不确定性风电参与的模型转化为风电出力满足一定置信水平的确定性多目标混合整数非线性规划(multi-objective mixed integer non-linear programming,MMINP)模型。为实现模型简洁、快速求解,通过潮流线性化近似(linear programming of AC,LPAC)以及分层序列法(lexicographic optimization method,LOM)将MMINP转化为双层单目标线性规划(bi-level single-objective linear programming,Bi-SLP)问题,在实际应用中可以通过时步递进的方式反复调用所提方法实现负荷恢复优化。仿真结果表明,所构建的方法能够根据恢复需求通过多阶段决策实现风电在负荷恢复过程中的有计划接入,提高恢复效率。

基于条件风险方法的风电黑启动价值评估及其应用

高比例可再生能源电力系统具有大停电的风险,让风电适时、适量地参与黑启动能加快系统恢复进程。为充分发挥风电的黑启动价值,首先基于风电对系统恢复的正、负面影响,定义风电的黑启动价值函数,以表征风电接入系统后,在某研究时段内对系统黑启动的价值;然后计及风电预测误差,得到基于条件风险方法的风电黑启动价值评估方法,并将其应用于确定风电接入时机和求解最佳风电接入容量;最后,在含风电的IEEE 39节点系统和河北南部某地区电网中验证了所提模型和方法的有效性。