基于CVaR的高比例光伏区域综合能源系统优化调度

在“双碳”目标的驱动下,以光伏为代表的分布式能源正大规模接入配电系统与配气系统,二者间的耦合也更加紧密,为低碳可持续能源系统的构建带来了新的机遇,然而,由于分布式能源的随机性,其不可避免地造成了两个系统间潜在的运行风险。基于此,本文提出了一种高比例光伏渗透率下区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先,在高光伏渗透率的前提下,建立了考虑储能设备的电–气区域综合能源系统日前调度模型,利用二阶锥松弛将模型线性化。其次,基于CVaR风险评估模型的理论基础,建立并简化了损失函数。接着,在实时调度过程中考虑CVaR风险评估模型,建立了考虑CVaR风险评估的区域综合能源系统实时调度模型,以平衡不同风险态度下新能源不确定性导致的风险成本。最后,将上述两个模型合并,建立区域综合能源系统日前–实时多时间尺度调度模型,分析区域电力系统与区域天然气系统之间的相互作用与能量流动。算例分析中,设计了不同的负荷强度方案对模型进行验证,分析了不同方案下系统购电量与不同设备运行参数的变化。结果表明,所提模型可以有效缓解因新能源随机波动带来的运行风险,同时考虑耦合设备的运行调控能够促进区域综合能源系统的耦合运行并取得良好的经济效益。

出力不确定下基于CVaR的风电供应链优化决策

风电出力受风速等不确定环境影响,出力具有较强的波动性,导致风电供应链中风电商与售电公司均面临不确定性收益风险。鉴于此,首先在分散决策下引入收益共享合约,优化风电商与售电公司决策;然后引入条件风险价值(CVaR)度量售电公司收益水平,构建基于CVaR的收益共享合约下的风电供应链模型;最后在CVaR准则下,分析风电商与售电公司最优合约电量对风电商的不确定性以及对售电公司风险规避系数的敏感性。算例分析结果表明,收益共享合约与风险规避机制的引入能够提高风电商与售电公司的最优合约电量,使得出力不确定环境下的风电供应链绩效达到最优。

基于CVaR的电价敏感用户组合购电风险模型

智能电网背景下的实时定价机制可以提高整个社会的福利水平,而对于电价敏感用户则具有两面性,机遇与挑战并存。以条件风险价值(CVaR)为风险测度,建立了电价敏感用户为规避购电风险在电力金融市场与现货市场进行组合购电的优化模型,并针对模型中的非光滑函数提出一个新的一致光滑逼近函数,将模型转化为光滑凸规划问题。仿真分析验证了模型的合理性与算法的有效性。

考虑风电条件风险的水火风联合调度模型及求解

在“双碳”战略和高比例可再生能源并网政策背景下,为准确量化风电等新能源消纳成本及其随机性造成的风险损失以支持电力调度决策,采用CVaR建模风电随机性造成的弃风和弃负荷条件风险值,并应用Copula函数计算连续马尔可夫链风速模型预测风电出力,建立风电不确定风险损失、发电成本和污染排放最小的水火风电短期多目标调度模型。并通过可变外部种群规模、增强局部搜索能力和基于K近邻距离的精英种群淘汰规则3方面改进SPEA2算法以对该模型进行高效求解。仿真结果显示CVaR能很好建模风电不确定风险,并通过改进SPEA2找到更好的Pareto最优解集。

电力市场环境下燃煤电厂电煤库存优化的CVaR模型

电煤供给和库存是燃煤电厂十分关注的问题。为避免由于电煤供应中断而影响正常发电,燃煤电厂必须具备一定量的电煤储备。在电力市场环境下,电煤价格和发电上网电价都具有不确定性。为了在保证一定的收益率水平上最小化与收益相关的风险,燃煤电厂就需要合理确定电煤库存量。在此背景下,借鉴金融领域发展起来的风险管理理论,以条件风险价值(CVaR)作为风险计量指标,建立了燃煤电厂电煤库存优化的均值-CVaR非线性规划模型;所构造的模型综合考虑了煤价和发电上网电价的不确定性、电厂煤耗量以及合同煤、市场煤兑现率的波动,以电厂年度收益CVaR最小为目标函数。之后,将所构造的模型转化为线性规划问题进行求解。最后,以某电厂的电煤库存量优化问题为例进行了仿真计算,算例结果表明了所建立模型的合理性和求解方法的有效性。

基于CVaR的供电公司现货市场购电优化决策模型

由于实时电价的剧烈波动和用电量的易变性,供电公司在电力市场交易中面临双侧交易风险,为合理规避市场交易风险,供电公司制定电力交易决策应以风险计量为基础。在假设用电需求为随机变量的基础上,本文利用条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,以供电公司利润的CVaR值最大化为目标,构建了供电公司在现货市场的购电优化决策模型,并给出了模型的解析解;同时,分析了供电公司因为购电不足而导致给用户的赔偿额度以及供电公司风险厌恶程度对最优购电量的影响。算例验证了所提出模型的有效性和适用性,表明本模型对供电公司的购电策略具有一定的参考价值和指导作用。

基于分位数的CVaR方法在水电多风险分析中的应用

提出了一种基于分位数的条件风险价值(CVaR)方法,以各期CVaR的绝对偏差加权和最小为目标函数建立数学模型,针对水电在上网竞价过程中面临的电价、来水、需求等各类营销风险,在蒙特卡罗模拟条件下,给出相应的发电收益率表达式,对模型进行扩展。该模型可同时应用于计及风险的发电量时间分解和空间分配计算,以完全市场模式下水电厂年发电量在各月多个市场中的分解为例,说明该风险度量指标的可行性和实用性。

基于CVaR核估计量的风险管理

条件风险价值(CVaR)是近几年发展起来的金融风险量化工具.构建基于CVaR核估计量的风险优化和风险对冲模型,并设计数值算法对其进行求解,实现金融风险的估计与风险的优化同时进行.中国A股市场历史数据的算例分析说明,非参数核估计方法能够捕捉风险因子分布的尾部特征,给出更为准确的风险估计结果;基于CVaR核估计量的风险优化模型能够找到真实的最小风险组合和最小风险值;相对于CVaR估计的方差协方差法和Cornish-Fisher展开,基于CVaR核估计量的风险对冲效果最佳.

基于CVaR模型的大用户直购电决策分析

假设大用户需求电量为随机变量,根据国家对直购电余缺电量调剂的惩罚规定,以条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,构建出大用户最优直购电合同电量模型,给出最优合同电量解。结合算例模拟分析发现:用电目录电价与上网电价与直购电合同电量有正向关系,但随着上网电价的提高其对直购电合同电量的影响越来越弱,随着用电目录电价的提高其对直购电合同电量的影响越来越强。大用户对用电需求预测越准确其直购合同电量对国家电价政策的调整越不敏感。

供应突发事件下基于CVaR的供应链订货决策及协调

供应突发事件下,引入条件风险值(conditional value at risk-CVa R)刻画了零售商的运营目标,构建了收益共享契约下的供应链订货模型,着重研究了CVa R下的供应链协调及零售商最优订货量对供应商可靠性及对其自身的风险规避系数的敏感性。研究表明:收益共享契约具有一定的鲁棒性,能协调突发事件风险下的供应链;风险规避型零售商的最优订货量总是不小于风险中性情况,且风险规避程度越高,订货量越大;最优订货量对供应商可靠性均值的敏感性不依赖于零售商的风险规避程度,且均值越小,最优订货量越大,这与风险中性情况是类似的;最优订货量对供应商可靠性标准差的敏感性则依赖于零售商的风险规避程度,当零售商的风险规避程度较高时,供应可靠性标准差越大,最优订货量越大,这与风险中性情况是相反的。

基于CVaR约束的多产品订货风险决策模型

过去随机环境下多产品订货往往以期望值作为唯一决策准则,没有将风险控制纳入决策范畴,与实际决策过程不相符合。为给具有不同风险偏好的决策者提供合适的决策分析工具,文章在分析投资组合和产品组合存在某种相似性的基础上,借鉴金融工程领域广泛应用的条件风险值方法,建立多产品最优订货决策模型,并对模型进行了检验,发现它完全符合决策者的直觉要求。而且,由于所建的模型最终可以表示为一个线性规划问题,因此即使是大规模的产品组合问题也可以借助工具软件求解。

基于CVaR准则的资金约束供应链回购契约协调策略

选取单阶段的风险厌恶且资金约束的供应链系统为研究背景,在随机市场需求假设下,资金约束的零售商采取从银行贷款的融资方式时,应用CVaR风险度量准则计算有资金约束零售商的最优订货量,并讨论作为供应链主导企业的供应商采取回购契约对供应链进行协调时回购契约参数满足的条件。结果表明:风险厌恶因子并不影响回购契约中回购参数大小的设定,但会影响供应链系统分散和集中决策时的最优订货量;资金约束风险厌恶的零售商所在的供应链系统中,集中决策的订货量和供应链利润仍大于分散决策时的订货量和供应链利润。另外,零售商的初始资金和贷款利率会影响供应商的期望利润,此时供应商可以通过调节回购契约中的回购比例实现供应链的协调。

VaR与CVaR的对比研究及实证分析

对两种风险度量方法———风险价值(VaR)和条件风险价值(CVaR)的性质和最优化算法进行了比较.首先对它们具有的性质如平移不变性等进行了比较,其中CVaR独有的次可加性最能显示它相对于VaR的优越性.然后,通过引入顺序统计量,把现实中基于CVaR的最优组合问题转化成线性规划问题,并说明只有当收益服从高斯分布时,基于VaR和CVaR的两种最优组合问题的解才是一致的,基于VaR的最优问题才有意义.最后对深市股票进行了实证分析,验证了上述结论,并分析了可能存在的影响结果的因素.

发电资产最优组合分配的WCVaR风险度量方法

由于多个子市场具有不同的价格波动特性和收益率随机变化特性,为了追求利润最大、风险最小,风险管理方法已用来研究发电资产分配(GAA)问题.为了避免条件风险价值(CVaR)方法解决该问题的不足,建立了基于Worst-case Conditional Value-at-risk(WCVaR)理论的新的3个最优组合模型.在随机变量混合分布条件下将模型进一步简化、推广,并建立了3个相应的发电资产组合分配的模型.对发电商在现货市场和远期合同市场资产的分配比例和有效前沿进行了算例测试,测试结果表明了理论分析的正确性和模型的有效性.

CVaR测度下考虑碳排放的生产策略研究

为了解决低碳经济下生产商考虑碳排放权限制的生产策略问题,考虑碳排放权主要来自于政府配额、市场交易和净化减排处理三种方式,建立了随机需求和政府配额限制下基于CVaR测度的生产商生产优化决策模型,分析了生产商获取政府配额以外碳排放权的优先选择市场交易与净化处理方式的决策条件,与生产商净化处理成本、净化处理水平和碳排放权市场交易价格相关,与生产商的风险规避水平无关,并得到了生产商在碳排放权限额下的最优生产策略。最后通过算例分析说明了模型的有效性以及模型参数对生产商最优化决策的影响。

均值-CVaR模型下的两基金分离定理

两基金分离定理对资本资产定价模型的研究有重要意义.经典的理论以方差为风险度量方法,而CVaR是近年来提出的一种新的风险度量方法.本文基于CVaR风险度量方法,研究了正态情形下风险资产组合的均值-CVaR模型,得到了此模型下的两基金分离定理及其有关性质,并与均值-方差模型进行了比较.最后通过实例分析表明均值-CVaR模型下的两基金分离定理更能满足投资者不同的风险忍受水平.

基于CVaR准则的闭环供应链决策模型与协调策略

为了刻画零售商风险厌恶程度对供应链订货决策和收益的影响,分析次品返修再销售与回收再制造的效果,运用博弈论和条件风险值(CVaR)准则,对随机需求下由风险中性生产商和风险厌恶零售商组成的闭环供应链,构建了分散式决策模型和集中式决策模型;基于合同理论,提出了协调闭环供应链的利润共享合同.研究结果表明:分散式决策订货量小于集中式决策订货量;零售商为风险厌恶型的两类决策模型是其为风险中性时对应模型的拓展,而经典报童模型是本文分散式决策模型的特例;利润共享合同可实现闭环供应链的协调和生产商与零售商双赢.零售商越厌恶风险,其订货量越低;产品合格率越低,订货量越多;这2种情况下生产商、零售商和供应链的收益都将下降.

CVaR风险度量模型在单期发电权交易中的应用

为了研究电力市场环境下发电量在发电权交易市场中的分配比例问题,以条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,把发电权交易市场分配的电量作为一种无风险资产,建立了带有CVaR约束的期望收益最大化的投标组合模型,讨论发电商的单期发电权交易量分配策略。仿真结果显示,发电权交易的引入,可以使发电商在获得更大收益的同时,规避其他市场中可能存在的风险。该算法对于发电商参与发电权交易具有一定的参考价值和指导作用。

基于CVaR的海运集装箱超订模型

将条件风险价值(CVaR)度量准则应用于集装箱舱位超订的风险管理研究.建立了在CVaR准则下的海运集装箱舱位超订模型,解此模型得到舱位最优超订水平需满足的方程组,并讨论了风险厌恶程度和空箱调运对舱位最优超订水平的影响.分析结果表明,在风险厌恶环境中,集装箱舱位的最优超订水平依赖于需求的分布和风险厌恶程度,不一定小于风险中性时的最优超订水平;与不考虑空箱调运时比较,考虑空箱调运时,最优超订水平会降低.

CVaR准则下季节性产品市场运作策略

研究了风险规避型零售商在面对季节性产品随机市场需求受销售价格和广告费用共同影响时的最优运作策略。通过乘法需求形式将销售价格、广告费用对需求的影响引入报童问题中,以CVaR作为风险度量准则,建立了风险规避型零售商销售价格、广告费用及订货量联合决策的随机模型;并进一步揭示了零售商的风险规避程度对其最优运作策略的影响;通过数值实例对模型的求解过程和理论结果进行了验证分析。研究结果为季节性产品零售商市场运作策略的制定提供了一定的参考。