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。

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。

考虑风险和碳交易机制的微电网分布鲁棒优化调度

提高微电网风电的消纳能力是实现双碳目标的重要手段。该文构建了一种考虑极限场景和净负荷条件风险价值的微电网低碳分布鲁棒优化模型。首先,针对源-荷不确定性构造基于Wasserstein距离的概率分布模糊集,并考虑极限场景修正该模糊集,以提高模糊集的鲁棒性,减少场景数目,提高求解效率。其次,以包括供能成本、阶梯式碳交易成本和风险成本的微电网日运行成本最小为优化目标,建立分布鲁棒优化调度模型,并利用分段线性近似法和对偶理论将模型转换为线性规划问题求解。最后,通过算例仿真进行验证,结果表明,考虑极限场景的分布鲁棒优化方法具有较强的鲁棒性;引入阶梯式碳交易成本可以有效减少微电网的碳排放量,并提高风电的消纳能力;净负荷条件风险价值可以有效平衡微电网运行的经济性与风险性。

考虑配电网灵活性不足风险的分布鲁棒低碳优化调度

双碳目标下高占比可再生能源接入配电网,其不确定性导致配电网灵活性需求剧增。为提高配电网灵活运行能力,减少碳排放,提出考虑配电网灵活性不足风险的分布鲁棒低碳优化调度方法。首先,考虑智能储能软开关作为网络灵活性资源,以减少线路阻塞并提高节点灵活性资源网络互济水平。引入功率传输分布因子表征灵活性供需在线路上的传输情况,提出资源灵活性裕度指标和线路容量裕度指标,评估配电网灵活性。其次,基于条件风险价值理论,推导出当资源-线路裕度不足时给配电网造成的灵活性不足风险。然后,考虑风光出力的不确定性与相关性,运用Frank-Copula函数生成风光出力场景,采用改进的KL散度构造概率分布模糊集。以综合运行成本最低为目标,建立分布鲁棒优化调度模型,采用列与约束生成算法求解。最后,通过算例验证表明,智能储能软开关的加入减少了线路阻塞的情况,所提方法能够减少配电网碳排放和灵活性不足风险。

基于扭曲风险度量的鲁棒投资策略

投资组合策略在很大程度上取决于损失的基本分布.因此当损失的分布信息只能通过有限的数据样本来观察时,投资组合策略模型的稳健性是至关重要的.假设损失的基本分布具有已知的均值和方差且位于一个以经验分布为中心,以Wasserstein距离为半径的球内,本文建立了一个基于扭曲风险度量的稳健投资组合策略模型,并将其转化为更简便的等价形式.此外,本文运用模拟和实证研究证明了该模型的有效性.

两级电力市场环境下考虑条件风险价值的新能源场站最优售电模型

为充分发挥能源资源优化配置作用,我国正逐步建成“统一市场、两级运作”的两级电力市场。在两级电力市场建设初期,新能源场站参与省间电力现货交易的计划电力缺乏指导性是目前亟须研究的问题。对省间-省内两级电力市场的现行机制进行了深入研究,探讨了其运作框架。考虑省间电力现货交易与辅助服务市场的多时间、多空间耦合特性,构建了两级电力市场下新能源场站的售电决策双层优化模型,并基于条件风险价值法对下层模型进行转化,实现对新能源场站出力不确定性的控制。依托东北某省工程实际数据进行了算例分析,结果表明该模型能够在两级电力市场环境下提高新能源场站的市场收益。

CEV模型和违约风险下具有稀疏相依风险的鲁棒最优再保险和投资策略

本文研究了一个具有稀疏相依风险的模糊厌恶保险公司(AAI)的最优再保险和投资问题。AAI通过购买比例再保险来控制保险风险,再保险保费遵循广义期望值–方差原则,并将其财富投资于一个储蓄账户、股票和可违约债券组成的金融市场,其中股票价格过程服从常方差弹性(CEV)模型。以终端财富的期望指数效用最大为目标,利用随机控制方法分别建立了违约后和违约前的鲁棒Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB)方程,并分别推导出鲁棒最优再保险和投资策略和相应的值函数。最后,用数值例子分析了模型参数对鲁棒最优策略的影响并给出相应的经济解释。

计及风电条件风险价值的鲁棒柔性超前调度

提出一种考虑大规模风电并网的超前优化调度方法,引入风电条件风险价值来评估风电消纳风险。建立基于鲁棒优化的柔性超前调度模型,以平衡运行成本与风电条件风险价值。根据该模型,对AGC机组的基点功率、参与因子、柔性容量进行协同优化,还可得到各风电场输出功率的可容许区域。提出一种基于大M法和分解法的求解双线性规划模型的高效算法。所提模型及算法结合鲁棒优化与随机优化的优点,在保证计算效率的同时,可避免鲁棒优化的过度保守。仿真结果验证了所提模型及算法的有效性。

考虑风电不确定性的Φ-散度下基于条件风险价值的鲁棒动态经济调度

针对风电功率预测误差不确定背景下动态经济调度的发电风险费用,建立基于条件风险价值的动态经济调度风险费用鲁棒优化模型。在仅知风电功率预测误差情景的条件下,结合统计学理论,采用Φ-散度构建较高置信水平下的风电功率预测误差不确定概率的置信域;采用拉格朗日对偶理论,将动态经济调度风险费用鲁棒优化模型转化为可求解的数学模型。采用IEEE 30、IEEE 118节点和S-1047节点系统进行数值仿真,结果表明,所建模型能够有效地抑制风电功率预测误差不确定性对风险费用的影响。

考虑分布鲁棒条件风险价值的供电公司购电组合计划

考虑多个电力市场售电价格概率分布存在不确定性,在确保供电公司购电损失的分布鲁棒条件风险价值均能满足要求的前提下,以供电公司期望收益最大化为目标,构建了多市场购电组合优化模型。以在实时市场、日前市场和中长期合约市场3个不同市场的购电组合为例,将上述模型转化为半定规划问题进行求解。分析结果表明:所提出的模型与求解办法为供电公司在多能量市场的购电决策提供了新方法。

计及风电出力相关性和条件价值风险的电力系统概率可用输电能力评估

针对风电出力预测误差对区域间可用输电能力(ATC)评估的影响,提出一种计及风电出力相关性和条件风险价值(CVaR)的电力系统区域间ATC概率评估方法。首先,通过基于历史风电出力数据的相关系数矩阵和Copula函数,构建计及风电场出力空间相关性的风电出力预测误差概率模型;接着,基于获得的计及风电出力空间相关性的风电出力预测误差修正风电场出力预测值;然后,提出一种计及风电出力相关性和CVaR的ATC概率评估双层优化模型,下层模型以基态下发电成本和风险费用最小为目标,上层模型以极大化区域间ATC为目标,通过基态下和极限状态下机组的出力作为上下层模型间的交互信息;在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,对下层模型进行转换,将双层优化模型转换为均衡约束的数学规划(MPEC)模型;进一步,将MPEC模型转换为混合整数二阶锥规划问题,进而实现概率ATC的求解;最后,通过PJM-5节点测试系统和吉林西部电网进行算例分析,结果验证了所提方法的可行性和有效性。

中国上市银行增量长期条件风险价值估算研究

防控系统性金融风险的前提在于风险趋势的动态监测,该趋势决定于长期条件风险价值溢出传染。为有效测度中国上市银行的增量长期条件风险价值指标并评价其系统重要性和系统脆弱性,选用GARCH-MIDAS模型估算其长期波动率、短期波动率及总波动率,使用DCC-MIDAS模型测度长期相关系数和总相关系数。将所测算出的长期波动率与长期相关系数相结合,计算出增量长期条件风险价值、长期风险溢出指数和长期风险吸收指数。对比分析增量长期条件风险价值和以往研究中所使用的增量条件风险价值之间的差异和联系。考察剔除短期扰动下的风险价值溢出的长期趋势特征,并根据构建的长期风险溢出指数和长期风险吸收指数,稳健地识别出剔除短期扰动下的系统重要性银行和系统脆弱性银行。研究表明:其一,金融资产波动可以显著分解为长期波动和短期波动,长期波动决定着银行收益率波动趋势;金融资产间的相关系数则主要由其长期相关系数决定,并受到短期因素的干扰;其二,长期风险价值确实能够有效测度银行风险价值变化趋势,且增量长期条件风险价值决定增量条件风险价值的变化趋势,是银行风险溢出传染的核心要素;其三,通过增量长期条件风险价值构造的长期风险溢出指数LSRE与长期风险吸附指数LSRR可以稳健地识别系统重要性机构和系统脆弱性机构,从而为审慎监管精准施策提供指导。

基于分布鲁棒机会约束的高韧性配电网多类型储能配置

针对当前多类型储能系统(ESS)配置尚未充分计及正常工况与极端灾害等多元场景下源、网、荷多重不确定性复杂耦合影响的问题,提出了一种兼顾配电网韧性和经济性的多类型ESS配置方法。提出了面向多元场景差异化需求的多类型ESS优化配置框架,建立了以配电网韧性和经济性最优为目标的配置模型。考虑元件故障、源荷出力等多重不确定性,将原模型构建为两阶段分布鲁棒机会约束模型。提出了基于Big-M和条件风险价值理论的系统化线性方法,基于列和约束生成算法对线性化模型求解。在改进的IEEE 33节点配电网与43节点交通网算例上验证,结果表明,所提方法可显著降低负荷损失及投资,提升配电网韧性和经济性。

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.

基于实际收益率分布的均值-方差-条件风险价值多目标投资优化模型

为改善均值-方差模型不能充分反映金融资产实际收益率分布的不足,在不对金融资产收益率分布做任何假设的基础上,引入条件风险价值度量金融资产重大损失风险,建立均值-方差-条件风险价值多目标投资优化模型,提出计算模型有效前沿的理论基础和算法步骤。基于上证50指数成分股的实际数据计算了该模型的有效前沿。计算结果表明:所提出的算法具有满足投资实践所要求的可操作性;投资组合实际收益率不服从正态分布,均值-条件风险价值模型有效集并不是均值-方差模型有效集的子集;相对均值-方差模型和均值-条件风险价值模型,均值-方差-条件风险价值模型能够更好地反映金融资产的实际收益率分布,提高投资者管理投资风险的能力。

考虑条件风险价值的多源协调优化运行策略

为实现双碳目标,电力系统呈现多种电源广泛接入的趋势。提出一种多源协调双层优化运行模型,上层模型将光伏、燃气轮机、储能等多种电源聚合为虚拟电厂,通过优化实现虚拟电厂整体的调度成本最小,针对光伏出力的不确定性,采用条件风险价值理论对风险进行度量;下层模型为系统出清模型,该模型以系统总成本最小为优化目标,考虑虚拟电厂与火电机组、柴油机组参与竞标,输出虚拟电厂实际中标容量返回给上层,使得虚拟电厂可根据实际中标容量调整各电源出力。为求解所构模型,采用卡罗斯−库恩−塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型。最后,通过算例验证模型有效性,结果表明,多源协调运行参与系统调度,能有效减少系统运行成本,提高可再生能源消纳率。

基于条件风险价值的电动汽车充电站规划

针对电动汽车充电负荷的假日性以及负荷预测的不确定性,基于条件风险价值构建了电动汽车充电站规划模型。基于出行链,结合Dijkstra最短路径算法,利用蒙特卡洛随机模拟得到快慢充负荷的时空分布。以充电站建设数量最少为目标,满足所有充电需求点为约束,建立选址模型。考虑用户等待时长,以充电站建设成本最小为目标,建立定容模型。为解决定容模型中充电负荷假日性以及负荷预测随机性,利用鲁棒优化将定容模型转化为机会约束规划,引入条件风险价值工具进行求解。以某区域充电站规划为仿真算例,算例结果验证了该方法能够增强充电站规划模型的鲁棒性,具有可行性。

采用置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及算法

针对大规模风电并网所带来的电网运行调度的不确定性及运行风险,提出基于置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及求解算法。首先,提出一种新的风险测度—置信度风险测度(Riskα),对于既定置信度α及相应的风电功率预测区间,以弃风风险值与切负荷风险值的和构成置信度综合风险测度,以量化风电实际功率超出风电可接纳域的风险。在此基础上,以发电成本和置信度风险之和最小为优化目标,构建计及置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及分解求解算法,同时优化机组组合决策和风电可接纳域,使得所制定的发电计划方案实现经济性和运行风险之间的均衡。最后,通过算例证明算法的正确性及有效性。

基于模糊条件风险价值的水资源系统规划模型

针对水资源系统的不确定性和复杂性,开发了一种基于模糊条件风险价值的交互式两阶段随机规划模型,并将其应用于水资源系统规划问题。该模型在解决参数不确定性问题的同时,能将系统损失的风险定量化,最终得到不同约束可信度α和风险置信水平β下的系统收益和水资源分配量,使决策者可以根据风险偏好和可信度需求对配置方案进行调节;城市用水和农业用水的最优分配量对α和β的敏感度不高,但是工业用水的最优分配量会随着α或β的增大而减小。

均值—条件风险价值模型有效前沿分析——以含无风险资产和持有期为研究视角

从有效投资组合的角度构建持有期下含有无风险资产的均值—条件风险价值模型,用Lagrange乘子法对该模型求解,可得到:一定条件下,新模型的有效前沿与均值—方差模型有效前沿是一致的;且当借贷利率不同时,新模型的有效前沿可以根据组合预期收益率与借贷利率的不同关系,由线段、双曲线以及射线三个部分组合而成。