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。

考虑消纳责任权重和共享储能介入的多微网非对称纳什谈判

在“双碳”政策的影响下,清洁能源成为了国家提倡使用的能源类型,在可再生能源不断发展并投入使用的同时,其浪费问题引起了广泛的关注,因此,储能技术应运而生。在共享储能和微网联盟之间,利益的分配问题是各方共同关注的,在考虑了国家推出的责任消纳的基础上,针对微网与储能电站的利益问题,提出了一种基于非对称的纳什谈判模型。将此非线性问题转化成微网联盟效益最大化和利益分配分配两个子问题依次求解,采用交替乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对其进行分布式求解,并将提出的非对称纳什谈判与对称的纳什谈判进行比较。通过对合作谈判的前后对比分析,得出所提的考虑消纳责任权重和共享储能介入的非对称纳什谈判模型能在降低各主体的成本同时,还能促进可再生能源的消纳,有效解决能源浪费问题。

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。

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。

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。

考虑可再生能源消纳责任权重的年度合同电量月度分解方法

在可再生能源电力消纳保障机制的政策背景下,作为电力系统运行的主要参与者之一,省级电力交易中心需要积极承担可再生能源电力消纳责任,通过编制合理、有效的月度电能交易计划,促进可再生能源电力的消纳和政策的落实。文中提出了一种考虑可再生能源电力消纳责任权重的年度合同电量月度滚动分解方法。该方法基于优化和决策理论,通过对影响可再生能源电力消纳的因素的分析,建立了考虑可再生能源电力消纳责任权重指标完成难度和空气污染指数的双目标优化模型。除此之外,模型通过对剩余月份合同电量的整体优化,保证了电量执行的可行性和分配的公平性。算例结果验证了所提方法的合理性和有效性。

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。

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。

绿电消纳责任权重下火电厂商市场行为的演化博弈

为保障省级区域的可再生能源电量在电力消费中的占比,政府推出了可再生能源消纳责任权重考核制度,受考核方从发电侧转移至用户侧。考核方式的变动,将很大程度影响火电厂商的利益和参与绿色证书(tradable green certificate,TGC)交易的积极性。火电在我国的发电占比较高,火电厂商能否积极响应绿电市场,将极大影响新政策的实施效果。政府需要设置合理的政策参数引导火电厂商的交易策略,以实现理想的博弈均衡结果。以此新变动构建了有限理性下结合绿电厂商、火电厂商、受考核用户三方的演化博弈理论(evolutionary game theory,EGT)模型,模拟了不同参数条件下的火电厂商策略演化和TGC市场的变化趋势。研究结果表明:现有条件下政策参数在±10%波动内所有火电厂商都会达到参与TGC交易的理想演化稳定策略(evolutionary stable strategies,ESS)点。但当政策负担加重时,火电厂商达到ESS点的速率都将大幅减缓。政府应维持或适当降低现阶段政策负担水平,促使火电厂商积极响应TGC交易,以保障新政策高效稳定的推行。

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。

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。

政府激励背景下企业绿色交易策略行为演化研究

在双碳背景下,我国积极推动绿电交易,但目前绿电市场仍面临着企业参与意愿不强,交易量小等问题。因此构建了购电企业和新能源发电企业两方的演化博弈模型,分析了博弈主体交互下策略的稳定性,并应用数值仿真分析探讨了模型的演化路径以及消纳比、履约率和政策激励3个因素下的策略选择。结果表明,购电企业策略最终会向购买绿电交易演化,新能源发电企业的策略最终会向参与绿电交易演化,消纳比、绿电中长期合同履约率和政府激励程度的提高均会对交易双方决策产生正向影响。

基于清洁能源价值分析的消纳框架研究

清洁能源消纳机制的设计,需要基于清洁能源本身的特点和价值。从清洁能源的全面价值分析出发,设计了清洁能源消纳框架,分析了其发展路径,并提出了现阶段的清洁能源省间交易品种建议。指出清洁能源的价值突出体现在其能源价值、环保价值和波动性负价值,对这3个核心价值的处理方式,构成了清洁能源消纳框架。根据对以上3个核心价值的不同处理方式,清洁能源消纳体系的发展可以分为4个阶段,当前正处于第2阶段。在当前已有的清洁能源市场交易品种基础上,设计了清洁能源省间交易品种,建议加强短期临时性交易品种,探索辅助服务交易和一般现货交易。

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。

国外可再生能源发展经验及其对我国相关扶持政策的启示

随着电力体制改革的不断推进以及可再生能源的进一步发展,弃风弃光、补贴缺口等可再生能源消纳问题逐渐暴露。为促进可再生能源的消纳,通过市场化手段让发用电侧各主体共同履行消纳责任具有重要的研究价值与实际意义。文章归纳总结了国外促进可再生能源消纳的市场机制,重点调研了国外可再生能源消纳量市场的运行规则、交易组织、交易时序等内容。在充分借鉴国外可再生能源消纳经验教训的基础上,结合我国电力系统特点及市场实际情况,提出了当前双碳目标下可再生能源消纳量市场的发展难点及建议。