考虑攻防博弈的调频辅助服务市场博弈均衡分析

通过不断健全市场交易规则,新型资源逐步参与调频市场,极大提升了调频性能与资源的灵活互济。然而,受制于成本因素,部分新型调频资源的网络安全防护等级较低,黑客可能利用网络安全漏洞破坏调频市场安全。基于此,提出一种考虑攻防博弈的调频市场博弈均衡分析方法。首先,分析考虑篡改防护薄弱型调频资源报价信息的黑客攻击行为;然后,从攻击者角度构建以利益攸关方获利最大化为目标的攻击模型,设计考虑攻防双方主从Stackelberg博弈的调频市场均衡模型;最后,分析基于列和约束生成(column-and-constraint generation,C&CG)算法的调频市场均衡结果,通过对30机组调频市场进行算例分析,容量收益平均偏移度从攻击下的113.89%变为防御后的12.56%,表明防御者可以抑制攻击者造成的市场均衡偏移。

考虑能量-调频辅助服务下的用户侧储能经济运行策略

目前用户侧储能的投资回报期一般长达6~7年。为进一步提升用户侧储能经济运行收益,提出一种电能量和调频辅助服务市场规则下的经济运行策略。首先综合考虑峰谷价差套利和参与调频建立用户侧储能经济收益模型;其次,分析电力用户生产运行需求并建立用户侧储能运行约束;基于此,提出用户侧储能的两阶段经济运行策略,在日前给出用户侧储能最优调频容量申报量,在日内基于改进直接前瞻方法滚动优化用户侧储能充放电功率,提高整体运行经济性。最后,仿真结果表明所提策略能够有效提高用户侧储能运行经济性。

调频辅助服务市场环境下频率控制技术研究

随着调频服务市场化的逐步推进,现有的频率控制策略已经不适应市场化的运行要求,因此,需要对现有的控制策略进行改进。从市场角度出发,提出了市场环境下频率控制策略的整体架构,包括调频辅助服务市场机制、调频容量需求实时计算方法、市场环境下的频率控制策略及机组调节性能评价指标。在某省级电网进行了试验,结果验证了该方案的有效性。

储能参与现货电能量-调频辅助服务市场的交易决策研究

随着电力市场化改革的不断推进,储能资源作为独立市场主体提供调频服务,是解决系统调频能力不足的有效手段。构建双层交易决策模型对储能在市场中的交易决策行为和市场出清过程进行模拟分析。首先,提出储能参与现货电能量-调频市场交易的总体架构。其次,以电网侧储能电站为独立的竞价主体,构建了双层市场交易决策模型。上层以储能电站收益最大化为目标,决定储能电站的报价策略;下层实现电能量市场和调频辅助服务市场的联合出清。然后,应用KKT条件将该双层模型转化为单层模型,从而将所提模型转化为混合整数线性规划问题。最后,通过算例分析验证所提出交易决策模型的合理性与有效性。算例结果表明储能通过策略性报价在市场中获得更高的经济效益,且在调频市场中的收益占总收益的80%以上。

基于风功率三参数幂律模型预测日前调频需求的调频辅助服务市场研究

由于风功率具有强随机不确定性,基于人工经验法的日前调频需求预测方法不能很好地适用于含大规模风电的系统。此外,含大规模风电系统的有功经济分配问题属于不确定优化问题范畴。因此,该文基于风功率实测数据分析结果,提出基于三参数幂律模型的日前调频需求预测方法,建立含大规模风电的日前调频辅助服务市场交易模型,并利用鲁棒优化方法对所提出的不确定性模型进行求解。最后,较为全面地对比基于经验公式法和基于三参数幂律模型预测调频需求预测方法的经济性,仿真结果表明所提出的基于三参数幂律模型的日前调频需求预测方法能显著降低系统调频成本。

复合储能参与电能量及辅助服务市场的运行策略

在新能源占比快速扩大及电力市场化的双重背景下,充分挖掘功率型电储能与能量型氢储能的互补特点,并使其协同参与电能量市场及辅助服务市场,不仅可以使复合储能的收益最大化,也可对电力系统的安全运行提供有效支撑。首先,在分析电能量市场、旋转备用市场与基于调频表现的调频辅助服务市场运行规则的基础上,结合电储能及氢储能的运行特点提出了聚合分布式电储能与氢储能的复合储能多市场运行策略。然后,基于聚合运行时各分布式储能的贡献度,利用Shapley值法进行收益分配。最后,通过算例仿真验证了所建模型的有效性。结果表明,与分布式电储能与氢储能独立运行相比,合作运营可带来更大收益,同时通过联合参与辅助服务市场获得的收益显著高于仅参与电能量市场。

可再生能源配额制下风光储联合参与现货市场的交易决策

可再生能源配额制与现货市场建设的并行推进引起风电发电商、光伏发电商及储能电站(风光储)联合参与现货市场的交易决策发生变化。通过构建双层交易决策模型,对可再生能源配额制下风光储联合参与日前电能量及调频辅助服务市场的交易决策进行求解分析。模型上层以风光储总利润最大化为目标,同时考虑到风光储的内部调控,求解风光储最优交易策略;下层实现日前电能量和调频辅助服务市场的联合出清及绿色证书市场的清算。通过库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件、强对偶定理等方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。结果表明:所提框架与模型能够优化风光储报量报价决策;可再生能源配额制的引入丰富了风光储的套利手段,风光储内部调控更加活跃;风光渗透率及配额制考核权重的变化对风光储的交易决策有重要影响。

面向区域调频辅助服务市场的南方电网统一调频控制区设计与策略优化

为深入贯彻落实电力体制改革要求,南方电网公司积极推动南方区域调频辅助服务市场建设。设计了面向区域调频辅助服务市场的南方电网统一调频控制架构,通过技术和管理手段相结合,解决了区域电网多调度机构自动发电控制(automatic generation control,AGC)协调控制、与区域调频市场衔接、电网运行调峰调频解耦、省区间联络线控制等问题。为兼顾电网运行安全与市场公平,对统一调频控制策略及参数进行了优化,以满足大扰动下电网频率恢复的控制要求。运行结果表明,面向区域调频辅助服务市场的统一调频控制模式可有效提高电网的频率质量,加快大扰动下电网频率的恢复速度,能够充分发挥南方电网大平台对调频资源的优化配置作用。

南方(以广东起步)调频辅助服务市场机制设计与运营实践

为调动发电企业提供调频辅助服务资源的积极性,应形成调频辅助服务的价格发现机制,使市场在调频资源的优化配置中起决定性作用,降低调频服务的供应成本,促进清洁能源消纳。为此,研究设计了适用于广东"源网荷"特性的调频辅助服务市场机制,兼顾电网安全约束,以性能和报价两方面因素决定优质调频资源的选取,并按照实际调频贡献和调节性能支付补偿费用。一年多的运行结果表明,南方(以广东起步)调频辅助服务市场在激励机组改善调节性能、优化配置调频资源、提高电网安全稳定水平和促进新技术发展等方面起到了积极的作用。最后,对未来调频辅助服务市场的进一步完善提出了建议。

机组-储能联合系统参与调频辅助服务市场的关键技术研究与实践

在南方(以广东起步)调频辅助服务市场中,机组的调频性能通过一系列调频指标来衡量,调频性能指标的高低直接影响到机组在市场中是否可以中标以及中标后调频收益的高低。为了提高调频性能,增加调频收益,提出机组加装储能构成联合系统参与调频辅助服务市场的解决方案。阐述了调频性能指标的计算过程,分析储能接入后对机组调频性能指标的提升作用,并提出联合系统的接入方案和控制策略。粤西某电厂的试点工程实践证明,所提技术大幅提升了机组的调频性能指标,实现了机组-储能联合系统参与调频辅助服务市场、储能厂商与电厂共同分享调频收益的新型合作模式,也为广东电网增加了优质调频资源。

东北调频辅助服务市场关键问题及建设路径研究

分析了东北电网调频辅助服务市场建设的关键问题,针对调频市场的开展模式、市场准入、补偿与分摊,及其与电能量市场及调峰市场的衔接关系,提出了调频辅助服务市场的建设方案。并在考虑电力现货市场建设的背景下,提出了调频辅助服务市场的建设路径,为其他未开展电力现货市场的省份和区域提供思路借鉴。

浙江调频辅助服务市场机制设计及运营实践

“双碳”目标下构建以新能源为主体的新型电力系统,大规模、高比例新能源并网对电力系统调节能力提出更高的要求。为激励发电机组提升调节能力,逐步引入优质调频资源,优化调频资源配置,研究建立浙江调频辅助服务市场机制,在满足系统调频需求的条件下,综合考虑电能量市场和调频服务成本,以计入机会成本的调频总成本最小化为目标,建立电能量-调频市场联合优化的出清模式,以调频申报、机会成本和调频性能指标等因素决定优质资源的选取,并按实际调频贡献和调频效果支付费用。浙江调频市场的运行结果表明,市场出清机制对筛选优质资源、降低调频成本、提升调频性能以及增加收益来源等方面都起到了积极的作用。最后总结经验并对未来辅助服务市场的发展完善提出了建议。

快速变负荷技术在调频辅助服务市场中的应用

通过对调频辅助服务市场交易规则研究,探索提高机组的综合调频性能指标,从而推导出需要提升机组的变负荷速率。通过机组快速变负荷策略的研究,在充分保证机组安全稳定的前提下实现对机组变负荷速率的提升。研究的应用取得了很好的效果,提升参与调频辅助服务市场的收益,同时对保障电网安全稳定运行具有重要意义。

南方区域发电企业的调频辅助服务市场管理分析

近年来,随着国家鼓励可再生能源的开发利用,可再生能源发电量越来越大。由于可再生能源发电的季节性及不稳定性,我国电力系统受到的稳定性影响也随之增大。需要发电企业提供更多的优质稳定的调频辅助服务用以保证电能质量和系统安全运行。本文立足于南方区域调频服务市场的发展现状,通过对发电企业调频辅助服务相关收益的分析,总结了一套适用于发电企业的调频辅助服务市场管理模式。

燃气轮机快速变负荷在调频市场中的研究与实践

随着电力市场改革的不断深入,燃气轮机因燃料价格相对于燃煤电厂较高,在电能量市场的竞争中存在劣势。新能源并网的大规模提升导致电网调峰调频的需求增加,调频性能较好的燃气轮机在调频市场中存在优势。然而随着煤电联合储能技术的应用以及调频性能更优的水电进入调频市场,燃气轮机在调频市场的竞争愈增激烈。为提升燃气轮机调频性能,分析快速变负荷技术对燃气轮机调频性能的影响和收益,提出快速变负荷提升调频性能的解决方案。珠三角某燃气轮机电厂的工程实践证明,快速变负荷技术大幅度提升机组调频性能,提高机组在调频服务市场的竞争力。

考虑电池寿命的虚拟电厂调频竞标模型及合作利润分配策略

聚合的分布式能源可作为虚拟电厂(virtual power plant,VPP)在电力市场中提供辅助调频服务,来应对低碳经济下大规模可再生能源并网给电力系统稳定性带来的挑战。为了引导VPP参与调频辅助服务市场,对VPP所有者的经济激励尤为重要。研究了澳大利亚国家电力市场中调频辅助服务市场机制,针对配网侧聚合的住宅屋顶光伏和电池储能系统的VPP,以利润最大化为目标,提出了嵌入电池循环寿命模型的调频市场优化竞标策略和与风电合作的联合优化竞标策略。同时,根据讨价还价博弈理论,基于Nash–Harsanyi 讨价还价解提出了一种反映VPP真实价值的合作剩余分配策略。算例结果验证了所提模型和方法的有效性,研究成果为激发VPP潜在价值提供了一条途径。

基于改进深度确定性梯度算法的AGC发电功率指令分配方法

该文在频率辅助服务市场环境下,建立了综合能源系统的自动发电控制(automatic generation control,AGC)的发电功率指令分配算法优化模型。通过对AGC发电功率指令的动态优化分配,以减小区域控制偏差和调频里程补偿费用。采用多经验池概率回放的双延迟深度确定性策略梯度算法(multiple experience pool experience replay twin delayed deep deterministic policy Gradient,ME-TD3),对双延迟深度确定性策略梯度中的经验池进行分类,采用不同概率从不同经验池采样来训练,提高智能体的训练效率,增加智能体的寻优正确率,从而提高最优解的质量。最后,分别利用扩展的两区域负荷频率控制(load frequency control,LFC)模型和某省电网模型验证所提算法的性能。

基于波动性分析的调频辅助服务需求计算与应用

调频辅助服务需求是电力系统调度运行中调频辅助服务调用的基础数据,更是调频辅助服务市场的交易标的,准确计算该需求是组织调频辅助服务市场交易的前提。提出了基于波动分布图的数据波动性分析方法和基于"二八原则"的数据波动性评价指标计算方法;根据调频辅助服务需求的物理概念,设计了基于波动性分析的调频辅助服务需求计算方法,实现了风电、光伏等新能源参与下电力市场调频辅助服务需求的规范化计算框架。以该计算方法在某省电网调频辅助服务管理系统中实际应用的效益为例,验证了该计算方法能够满足电网实际运行要求,为新能源参与消纳提供了良好条件,提升了调频辅助服务资源利用率。

考虑多时间尺度应用场景的用户侧储能优化配置研究

随着未来电力市场的开放以及售电公司的成立,售电公司可以通过给电网末端的电力用户直接配置储能系统,平滑用户用电曲线。也可以参与调频市场辅助服务以提高经济性。本文以多省份电力辅助服务(调频)市场交易规则为基础,提出一种同时考虑小时级的调节用户用电曲线场景和5分钟级的参与调频市场辅助服务场景的储能系统优化配置模型。以用户年实际支出费用为目标函数,综合考虑各种收益、建造成本和运行寿命等因素,利用Gurobi优化求解器进行求解。算例比较了不同运行寿命、建造成本、调频收益系数对配置结果和年收益的影响,为用户侧储能系统的优化配置提供建议,具有一定的工程价值。