考虑多类型主体的日前能量-调峰联合市场优化

新型电力系统中,风电渗透率持续攀升,调峰需求随之增加,有必要通过日前能量-调峰联合出清调动市场主体调峰意愿,支撑大规模风电消纳。在对燃煤机组、风电场与储能等多类型市场主体调峰能力与报价规则进行分析的基础上,建立综合考虑燃煤机组深度调峰、启停调峰,风电场主动“弃风”调峰与储能充电调峰的日前能量-调峰联合市场优化模型。模型以能量与调峰辅助服务总采购成本最小为优化目标,同时考虑各市场主体技术约束、投标约束与电网潮流约束,是大规模混合整数规划问题,可采用CPLEX求解器求解。基于改进IEEE 14节点系统的仿真实验验证该文所提日前能量-调峰联合市场优化模型与求解方法的有效性。此外,结合仿真实验对各市场主体参与调峰辅助服务的收益进行详细分析。

考虑不确定性的火电发电商现货-深度调峰市场优化决策

针对电力现货市场与深度调峰市场联合运行背景下发电商电能量利润空间压缩、深度调峰功能亟待拓展等问题,提出考虑不确定性的发电商现货-深度调峰市场优化策略。基于Stackelberg博弈,构建兼顾联合市场利润和风险的发电商日前报价策略双层优化模型。在上层模型中,以发电商联合市场利润最大化为目标,对发电商分段报价进行优化;在下层模型中,考虑竞争对手报价场景的不确定性,提出电力现货-深度调峰市场联合出清模型。针对净负荷不确定性,引入波动不确定度参数,将双层模型转换为基于信息间隙决策理论的发电商现货-深度调峰市场决策模型。基于安徽省实际市场数据进行仿真验证,得到适应不同负荷场景的发电商联合市场日前报价策略,结果表明考虑不确定性的联合优化决策能够有效规避负荷不确定性带来的利润波动风险。

考虑多类型主体的电能量与调峰辅助服务联合出清模型

随着电力系统新能源渗透率的不断提高,调峰灵活性资源的紧缺成为促进新能源消纳面临的最大难题之一。该文从市场机制出发,基于陕西省多类型主体灵活性资源和调峰辅助服务市场的现状,设计考虑了多类型主体全面参与的电能量与调峰辅助服务出清模型。通过陕西省的具体算例验证了该模型在深度发掘陕西省电力系统灵活调节能力方面的有效性。

储热参与电网调峰的技术及商业模式分析

常规热电厂“以热定电”运行模式和新能源发电的随机性及波动性限制了其调峰能力,通过储热技术参与电网调峰可以优化能源系统的配置能力。分别介绍了显热储热、相变储热和化学能储热3种不同储热技术的基本原理、适宜储热材料、优缺点以其未来发展趋势;综述了国内外不同储热技术参与电力系统调峰的策略和实际调峰项目的应用情况。基于储热技术参与电网调峰面临的特殊工况,指出了储热技术参与电网调峰需考虑的安全性、性能匹配、可靠性和经济性四类关键性评判指标;探讨了储热参与电力交易的主要商业模式,包括合同能源管理模式、两部制电价模式和辅助服务市场模式,为储热技术参与电网调峰及其规模化商业运营提供了一定的参考。

考虑分时碳价的虚拟电厂分布鲁棒竞标方法

为了探索双碳目标下虚拟电厂(virtual power plants,VPP)低碳、经济的竞标策略,提出了一种基于分时碳价和分布鲁棒优化思想的VPP参与日前多类市场的竞标策略。从减小电力市场运营成本的角度,提出了一种与电价负相关的分时碳价,采用基准线法为VPP无偿分配碳配额,计算新能源发电的国家核证减排量;综合考虑碳交易市场、能量市场和调峰市场的情况,搭建了VPP参与多类市场的竞标模型;针对风电的不确定性,构建了基于数据驱动的分布鲁棒两阶段竞标模型,并采用列与约束生成算法求解。算例分析表明,分时碳价能够有效降低电力市场运营商的运行成本,提高VPP运营商的收益,所提的VPP竞标模型能给出不同市场的最优投标方案,而分布鲁棒能够兼顾经济性与鲁棒性。

考虑氢燃料汽车与氢储能的虚拟电厂协调调度

随着氢燃料汽车(hydrogen vehicle,HV)的快速发展,氢燃料供给体系建设成为研究热点。利用电解水制氢消纳富余的新能源是解决此问题的一个有效手段。但氢能利用存在成本较高,难以获利的问题,考虑采用虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的商业模式以提高制氢收益。在虚拟电厂的技术框架下,依靠高渗透率新能源制氢,在满足氢能源汽车供氢需求的同时,使VPP同时参与能量市场、旋转备用市场、调峰市场和碳排放权交易市场以获得最大收益。以VPP期望收益最大化为目标建立了考虑氢能源综合利用及参与多级市场获利的VPP优化调度模型,对夏季和冬季典型日VPP优化调度结果的分析表明:通过对氢燃料汽车与氢储能的协调调度及作为虚拟电厂参与各级电力市场,可有效实现氢燃料的供给并获得很好的经济效益,从而实现VPP绿色、低碳、经济运行。

计及用户参与和调峰需求的储能配置优化研究

为了对分布式储能潜力进行充分挖掘以提升电网调控水平,提出一种全面考虑储能用户行为及调峰需求的聚合商侧储能配置优化模型。首先,对储能用户参与聚合的自身参与度与从众行为进行研究,建立储能容量模型。其次,综合考虑聚合商参与调峰收益、储能聚合成本、储能成本、储能充电成本,构建聚合商侧储能优化配置模型,并采用白鲸优化(BWO)算法对模型进行求解。最后,以修改后的IEEE33节点系统为例,验证了配置优化模型的有效性和算法的优越性。该模型不仅能得到储能优化配置容量,还能够充分考虑储能用户综合不确定性与电网调峰需求。该模型在国家鼓励多主体参与电力现货交易的背景下,具有广泛的适用性。

安徽电力调峰辅助服务市场设计与应用

安徽电网调峰资源通过市场化机制实现优化配置,特别是设计适配安徽实际情况的调峰市场交易品种和交易组织流程。这些设计包括调频与调峰兼顾的报价机制、经济与环保兼顾的调用机制、全网与局部兼顾的分摊机制等。经过试运行,安徽电力调峰辅助服务市场成功地调动了发电企业参与调峰的积极性,有效缓解了安徽电网的调峰压力,同时也为新能源全额消纳发挥了重要作用。市场化机制是实现电网调峰资源优化配置的有效途径,特别是针对特定地区的实际情况进行适配设计,能够取得更好的效果。安徽电力调峰辅助服务市场的成功实践可为其他地区提供有益参考。

Research on the Model of Long Term Generation Planning in Power Market Reform

With the deepening of China’s power market, bilateral transactions will continue to grow in large scale. The release of bilateral transactions locked more regulatory resources of the power grid, will directly affect the operation mode of the unit and the implementation of planned electricity. In the paper, considering the large-scale bilateral trade effect on the peak regulation of power grid, energy saving and emission reduction, power system security and other factors, and then putting forward the method of long term generation planning and annual planning model to adapt to the safe operation of power grid in China. In the model, the target is minimizing the monthly load rate deviation and the annual electric quantity deviation rate, the latter includes the capacity factor. In addition, the constraints include the monthly quantity of electricity, adjustable utilization rate deviation, load rate, reserve and key sections, etc. Through an example to verify the correctness of the model, the planning and power transaction results can satisfy the peak regulation of load, energy saving and emission reduction and safety operation of the power grid requirements.

2022年中国成品油行业运行特点分析与2023年展望

2022年中国成品油产量小幅增长,炼厂开工率有所下滑,炼油能力持续增强,成品油需求小幅回升,消费结构变化明显,供需差量继续收窄,成品油价格大起大落;成品油市场逐步进入平稳发展,成品油油库积极改造扩张;成品油进出口量继续下降,出口配额完成率仅为83%;市场政策频出,激发市场发展活力,推动石油流通行业高质量发展,保障成品油市场有序运行。2023年经济有望总体回升,刺激成品油需求增长;国家"十四五"时期全面深化改革的更高要求和"双碳"目标的实施,将保障行业监管措施进一步落实,加快成品油行业的数字化改革和低碳转型。

计及调峰市场交易的储能-新能源-火电多目标优化调度

大规模新能源接入对电网调峰提出挑战,如何在提高新能源上网率的同时兼顾调峰资源的经济效益已成为亟须解决的重要问题,该文提出电力市场环境下考虑弃风、弃光的储能-新能源-火电多目标优化调度方法。首先,根据现行调峰政策设计储能-新能源-火电调峰市场交易机制,并建立以弃风率、弃光率为基准的新能源交易功率模型、报价模型和依托现行调峰规则的火电报价模型;然后,通过开展新能源与储能、火电之间的双边交易,以新能源中标功率和系统调峰成本为多目标进行出清,优化得到火电机组出力、新能源中标功率、储能充放电功率及出清价格;最后,采用算例进行验证,结果表明所提出优化调度方法在降低新能源弃风弃光率的同时能够显著提高参与调峰市场主体的经济效益。

基于两阶段随机优化的电能量与深度调峰融合市场出清模型及定价方法

高效的电力市场机制是新型电力系统构建的重要支撑。深度调峰辅助服务市场,作为我国提出的特色电力市场,已从两个方面取得丰硕成果,一是促进了火电机组改造,全系统深调能力的增加,二是通过交易促进了新能源消纳。近年来,各省逐步引入现货电能量市场,在此情况下,深度调峰市场如何与其适应成为亟待解决的问题。文章基于两阶段随机优化方法,建立了一种考虑深度调峰交易的市场出清及原始对偶非凸定价模型。其中,市场第一阶段为日前电能量市场出清,第二阶段考虑新能源随机性后,进行实时市场的电能量调整、深度调峰交易。此外,针对传统定价方法未考虑启动成本造成火电机组亏损的问题,基于原始对偶定价模型,引入了火电机组成本回收约束,保证机组收益从而引导市场健康有序发展。最后,采用ROTS算例系统,分析了所提方法和模型的适用性。

碳交易机制下多主体虚拟电厂参与电力市场的优化调度竞标策略

碳交易机制下,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)聚合分布式能源(distributed energy resource,DER)参与电力市场(electricity market,EM)交易有助于新能源消纳与提升环境效益。为此,首先,构建风电、光伏、可控分布式电源、储能及柔性负荷的多主体VPP模型,并制定各主体参与电能量市场(electric energy market,EEM)和调峰市场(peak regulating market,PRM)竞标策略。通过EEM及PRM算例展现了VPP参与调峰竞标实现VPP效益最大化及各DER成员利益的合理分配。其次,引入碳交易机制,分析碳交易价格变化与风光消纳率、碳排放量及VPP收益之间的关联性。最后,进一步探索碳汇资源交易对电力价格、产量及能源需求变化率的影响,为碳汇价值的生态保护补偿机制提供依据,也为电−碳市场协同下碳市场(carbon market,CM)对EM的价格传导效应及CM价格机制的优化设计提供参考。

我国能源电力发展及火电机组灵活性改造综述

我国能源对外依存度大,国家能源安全存在风险。为解决能源安全和应对气候变化,我国在国际上做出双碳承诺。双碳目标实施路径为能源结构的清洁化转型发展,主要开发风电和光伏资源,预计2035—2040年,风电、光伏发电量将超过煤电。由于风电、光伏发电具有波动性和间歇性特点,大规模接入电力系统需要灵活性调节资源来支撑消纳。我国现在保有大量燃煤火电机组,经过灵活性改造,是适合我国国情的调峰资源。火电机组深度调峰面临低负荷稳燃、水动力安全性、受热面超温、热电解耦、热应力及机组经济性低等问题,防范因深度调峰引发严重安全事故。把握能源转型和能源安全之间的平衡,稳步推进煤电由主体电源向调节型电源转变。用市场化机制解决电力产业规则问题,继续深化电力市场化改革。

考虑碳交易与需求响应的虚拟电厂参与电力市场调度策略

构建了含风、光、可控分布式电源(CDG)、储能和柔性负荷的虚拟电厂(VPP)的低碳经济模型。对VPP参与电能量及调峰市场进行了算例分析,又对需求响应(DR)优化及碳交易对VPP的影响进行了算例分析,从而验证了DR优化后的电负荷曲线“削峰填谷”趋势。研究结果表明,制定合理的碳交易价格有助于提高消纳新能源积极性,促进VPP的经济性和低碳性协同。

电力市场中调峰权及其交易机制

该文提出了调峰权及调峰权交易的概念,对调峰权交易模式进行了详细的论述,并从理论上证明了引入调峰权交易后的机组发电成本将降低。该交易模式的提出,为发电机组提供了一个新的风险交易市场,即调峰容量交易市场。调峰容量交易市场的建立,为调峰能力较强的机组提供了获得合理利润的交易方式,从而提高了机组参与调峰的积极性,充分体现了市场的公平。分析表明:通过市场手段鼓励机组参与调峰可以经济地解决系统峰谷差较大,调峰容量相对不足的问题,并有效抑制因机组启停频繁而导致的发电成本上升。算例表明,该文提出的交易机制是有效、可行的。

调峰市场效用分析与低谷调峰市场设计

分析了调峰市场销售方的调峰成本和购买方的购买效用,建立了调峰效用与发电成本、标杆电价之间的关系。基于调峰市场的效用分析,从社会福利最大化的交易原则出发,推导出了一种新的调峰交易数学模型。该模型证明了可以基于市场成员的边际发电成本获得有效的调峰交易计划,而且还揭示了该调峰交易计划兼具降低全网发电成本、减少排放的功能。针对实际机组的计算,说明了理论分析的正确性。

东北电网电力调峰辅助服务市场设计与实践

中国"三北"地区风电装机及热电装机容量迅猛增长,导致电网调峰矛盾日益突出。2014年,东北电网建设了电力调峰辅助服务市场,意图采用经济杠杆和市场手段来调动火电企业调峰的积极性,提高清洁能源的消纳能力,缓解电网调峰的紧迫压力,确保电网安全稳定运行。为了给进一步完善东北电力调峰辅助服务市场规则奠定基础,文中重点介绍了东北电力调峰辅助服务市场的时代背景、设计目标、基本理念,以及详细的市场规则设计、运行实践、存在的问题等。实践结果表明,东北电力调峰辅助服务市场在提高系统调峰能力、促进清洁能源消纳等方面取得了良好的效果。

考虑环境成本的调峰权交易研究

提出了调峰权及调峰权交易的概念。以减少环境成本为目标,对调峰权交易模型进行了详细的介绍。并以上海电网为背景,在引入自备电厂及外来电的基础上构建了调峰权交易市场,以改变传统的平均分配的调峰方式。调峰权交易市场的建立,为调峰能力强的机组提供了获得合理利润的交易方式,使调峰能力差的机组避免了停机的风险。分析表明:通过市场手段鼓励机组参与调峰可以提高机组参与调峰的积极性,同时对不同调峰性能的机组,提供一个公平的竞争环境。算例表明,调峰权参与方受益,提出的交易机制是有效的、可行的。

风电参与的非常规调峰服务市场交易理论

大规模风电并网后,负荷低谷期大量弃风成为电网运行的普遍现象。从机制层面分析了产生弃风现象的根源,提出在现有上网电价制度下,通过市场化的调峰服务定价机制来激励发电企业主动参与调峰、引导风电随电网调峰接纳能力合理发展。在此基础上,通过风电弃风机理的剖析,基于现有调峰管理模式,设计了风电参与的非常规调峰服务交易理论基本框架,并对其中的核心问题及解决方案进行了讨论。风电参与的非常规调峰服务市场既可产生调峰价格信号,激励调峰并引导风电与调峰电源协调发展,还可保证电网经济运行,且与现有风电扶持政策相兼容。