可控负荷菜单定价方法研究

合理的需求侧电价是促进和引导用户实施需求响应的关键因素.借助机制设计中激励相容理论,基于地域分散、数量庞大的可控负荷参与市场交易时的报价信息,提出了以系统供电成本最小为目标的用户类型离散的可控负荷菜单定价方法.该定价方法仅需通过用户上报的信息数据得到用户类型划分,有效反映不同类型可控负荷对价格响应的差异性,促进用户自愿参与市场交易,降低系统供电成本.在一定程度上促进了可再生能源的利用,同时也为需求侧电价设计提供了理论参考.     

基于动态分时电价的虚拟电厂双层优化调度研究

针对虚拟电厂(virtual power plant,VPP)中供给侧与负荷侧价格传导问题,考虑能源侧新能源出力不确定性、大电网购电价格、各类机组运行成本,文章提出了一种VPP厂内部动态分时电价策略,并综合考虑了负荷侧综合需求响应提出了EV接入的VPP双层经济调度模型,以保证VPP的低碳经济运行.上层考虑能源侧成本,以VPP运营商供能成本最小为目标函数,并将碳捕集系统(carbon capture system,CCS)作为灵活性资源,提出一种充分利用新能源与电网低谷电量的碳捕集装置运行模式.下层考虑包括EV在内的负荷侧用能成本,以用能成本最小为目标函数.最后,通过算例结果验证了所提策略的有效性.结果表明,相较于采用大电网分时电价机制,文章所提动态分时电价机制可节约51.8%的能源供给成本,且可降低81.62%的CO₂排放量,有效提升了VPP经济性与低碳性.     

电力零售商引导下智能电网多方利益均衡策略

文提出以电力零售商为主导的智能电网系统运行策略,电力零售商根据发电商供电价和发电量以收益最大化为目标输出用户实时电价。在供能侧对不同类型供电商上网顺序进行优化,考虑风电光伏能源出力不确定的鲁棒性分析,在维持平衡供需的基础上优化供电商利益。在需求侧根据用电规模对用户进行分类,按供电重要性进行二次分类,使用粒子群算法求解用户最优用电量。仿真结果显示电力零售商在电力系统中维护各方利益均衡,对供电商和用户都存在潜在的好处。     

园区电-热互补系统优化调度模型

多能源需求响应是实现削峰填谷,缓解能源供应与负荷需求矛盾、提升能源利用效率的重要手段,对促进综合能源系统的可持续发展具有重要意义.首先,在构建耦合电-热的园区互补能源系统的基础上,从弹性矩阵的角度构建了电能与热能需求响应模型,考虑机组出力、能源平衡等约束条件,以系统收益为目标函数的优化模型.以需求响应手段实施为变动因素,设置多情景进行了实例分析.算例结果表明:多能源需求响应模型通过对电价与热价的再设计,在总用能量保持基本不变的基础上,用户负荷需求发生了转移,负荷与系统出力的匹配度增强,与传统情景相比,需求响应手段实施后,系统的能源利用效率提升、系统净收益提升与用户支出降低,实现了"经济-环境-系统-用户"等多方的共赢.     

基于峰谷分时电价机制的节能发电调度优化模型

为减少能源消耗,电力工业在发电侧推行节能发电调度,而在用电侧则施行需求侧管理。事实上,发电侧与用电侧可以通过联合优化实现更好的节能效果。峰谷分时电价将改变原有系统负荷的分布,发电侧机组发电调度的安排将随之改变,发电煤耗水平也将相应地变动。有鉴于此,首先分别构建了需求侧峰谷分时电价响应分析模型以及发电侧节能发电调度的机组组合模型;其次,为了实现分时电价响应向机组煤耗效益的传递,以机组发电煤耗与启停煤耗最少为目标构建了需求侧与发电侧的联合优化模型;最后,通过算例分析发掘模型的节能效益,借助GAMS求解上述模型,优化结果表明分时电价的优化将有助于改进发电侧的节能调度效果,同时将实现一定的环境效益。     

基于KKT条件智能电网实时定价的光滑牛顿算法

智能电网实时定价是需求侧管理的一种重要手段.建立了求解智能电网中商业用户的实时定价问题的社会福利最大化约束优化模型.采用一种新的双曲余弦光滑化逼近函数来代替这个约束优化问题的KKT系统中的互补条件,并提出了一种光滑牛顿算法来求解非线性方程组.数值结果表明了供应商的这种定价是合理的,用户对价格的响应很敏感,从而验证了给出的算法的可行性和有效性.     

考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究

为提高风电并网效率、增强风电企业竞争力,以需求侧碳目标导入方式为切入点,将电力需求侧市场与风电并网结合起来,开展了考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究.首先,将需求侧响应作为虚拟机组参与到电力调度中,通过激励方式刻画需求侧响应成本.以传统发电成本、风电并网成本、需求侧响应成本作为系统运行的优化目标,同时兼顾发电平衡约束、需求侧响应约束,建立了考虑需求侧响应的风电并网电力调度模型.接着,分别从需求侧响应的碳目标强度和响应时段出发,借助模型分析了需求侧响应对发电侧风电并网效率的影响.最后得到了一些结论:需求侧碳目标导入对于风电并网效率的影响具有双重性,需要综合考虑需求侧碳目标强度的不同水平;当需求侧响应时段选择在电力负荷较大、风电出力较少时,可以有效调节供给侧和需求侧之间的差值,提高风电并网效率以及需求侧响应的参与度.所提出的理论和方法可以为碳目标在电力需求侧市场的推广提供参考依据,同时具有一定的政策导向意义.     

考虑风电出力及负荷预测误差的安全经济运行模型

充分考虑了风电并网和负荷预测不确定性,引入净负荷的概念,实现对风电和负荷预测误差发生概率的综合考虑。通过场景概率的研究,以包括确定性成本和随机性成本在内的综合调度成本最小化为目标函数,构建安全经济运行模型。算例分析表明,本文构建的随机安全运行计划模型相比于传统的确定性模型能够更有效地降低系统运行成本,结果同时显示,根据系统容量和负荷需求合理配置风电装机容量,是减少弃风量、提高供电可靠性的重要手段。     

工业园区配售电公司分时电价双层优化模型

随着增量配电网业务的放开,配售电公司在激烈的竞争中通过峰谷分时电价套餐吸引电力用户成为其运营的重要方式,而电价套餐各参与方利益的合理分配是配售电公司顺利推进此项服务的关键.考虑增量配电工业园区内配售电公司拥有配电业务的特殊性以及大工业用户调整生产的不适应成本,首先构建了工业用户与配售电公司的成本收益模型;并在此基础上提出了工业园区配售电公司峰谷分时电价双层优化模型,上层优化模型以配售电公司收益最大化为目标、下层优化模型以大工业用户用电成本最小化为目标;最后对某一试点园区数据进行仿真测算,结果表明,由该模型得到的分时电价套餐在起到削峰填谷效果的同时,能够保证配售电公司和工业用户的利益,有利于引导双方参与峰谷分时电价套餐的积极性.     

居民用户峰谷分时气价模型及其优化求解方法

针对天然气的居民用户制定合理的峰谷分时气价,能有效地削峰填谷,从而保证燃气管道安全稳定地运行。本文构建用户需求响应和满意度函数,并在此基础上建立以最小化最大峰负荷和峰谷负荷差,及最大化用户满意度为目标的需求侧峰谷分时气价优化模型。采用蚁群算法对模型进行求解,该算法收敛性较好,同时也避免局部最优的缺点。算例结果表明,在兼顾公平与效率的前提下,峰谷分时气价模型能有效地降低最大峰负荷和峰谷负荷差,同时存在最优的峰、平、谷价格,使得用户满意度最大;另外本文也验证了模型的有效性及可行性。此方法为天然气合理定价机制的建立及政策的制定提供了理论依据。     

计及需求响应不确定性的综合能源系统多目标优化调度管理

需求响应作为电力系统的重要调节手段,可显著提升系统灵活性和经济性。利用价格弹性构建了包含价格与激励措施的需求响应模型,并在此基础上考虑需求响应的不确定性,以综合能源系统经济性和环保性为优化目标,构建了综合能源系统多目标优化调度模型。利用E约束法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,得到Pareto最优解集,运用模糊决策法从中选取最优方案。基于实际案例进行测算,结果表明价格型与激励型需求响应手段的结合能够实现削峰填谷,有效降低系统的运行成本和碳排放量。     

基于多层博弈的智能电网住宅电力实时需求响应机制

通过建立多层博弈模型刻画智能电网系统中电力公司、家庭电力管理中心和家庭内各个电器设备间的电力实时需求响应过程。在此模型中,每个时段电力公司将电价通知各个家庭,每个家庭的电力管理中心接收到实时电价信息后为家庭内各个电器设备分配虚拟电价,各个设备则确定各自最优用电量并将其反馈给家庭电力管理中心,由其确定该家庭总用电量并发送至电力公司,电力公司再计算得到最优电价。证明了所建多层博弈模型的均衡存在唯一性,并得到均衡解。仿真结果验证了模型的有效性,并给出其实际应用价值。     

一般工商业零售电价套餐适应性评估与优化方法

在电力体制改革的大背景下,合理评估零售电价套餐适应性,对控制电网经营风险和推进售电侧改革有重要意义。针对我国电力市场以及一般工商业的特点,首先从竞争、用户以及市场环境角度出发建立了一般工商业零售电价套餐评估指标体系;其次将层次分析法和改进的灰色白化权函数相结合,对电价套餐进行适应性评估;最后针对该评估方法建立了基于蚁群算法的优化模型,以最小成本得到提高电价套餐适应性等级的优化方案,并验证了该方法具有良好的鲁棒性,具有一定的参考意义。     

电力行业碳排放权资源影子价格模型:以海南为例

在电力行业碳排放受限情况下,碳排放权成为电力企业生产必须获取的一种资源。碳排放权资源影子价格可以成为排放权交易定价机制构建和碳税税率制订的重要参考。本文构建了以系统发电总成本最小化为目标的电力系统数学规划模型,利用对偶原理求解碳排放权的影子价格。以海南电网为案例,得到电力系统碳排放权的影子价格并分析了其主要影响因素。研究结果表明,碳排放权影子价格随着碳排放总量上限的降低呈现阶梯状增长走势。碳排放强度高的煤电和排放强度低的风电对排放权的影子价格影响截然相反。     

Evaluating the impact of average cost based contracts on the industrial sector in the European emission trading scheme

The inception of the emission trading scheme in Europe has contributed to power price increases. Energy intensive industries have reacted by arguing that this may affect their competitiveness and will induce them to leave Europe. Taking up a proposal of these industrial sectors, we explore the possible application of special contracts, where electricity is sold at average generation cost to mitigate the impact of CO₂ cost on power prices. The model supposes fixed generation capacities. We first consider a reference model representing a perfectly competitive market where all consumers (industries and the rest of the market) are price-takers and buy electricity at short-run marginal cost. We then change the market design by assuming that energy intensive industries pay power either at a regional or at a zonal average cost price. The analysis is conducted with simulation models applied to the Central Western European power market. The models are implemented in GAMS/PATH. This work has been financially supported by the Chair Lhoist Berghmans in Environmental Economics and Management and by the Italian project PRIN 2006, Generalized monotonicity: models and applications, whose national responsible is Prof. Elisabetta Allevi.     

The toll effect on price of anarchy when costs are nonlinear and asymmetric

We examine the efficiency of the optimal tolls by establishing the bound for the price of anarchy when the levied tolls are also considered as a part of the cost functions. For linear and nonlinear asymmetric cost functions, we prove that the price of anarchy of the system with tolls is lower than that without tolls. Furthermore, we show that the total disutility caused to the users by the tolls is bounded by a multiple of the original optimal system cost.     

竞争环境下的产品定位-价格决策、渠道结构及福利研究

在竞争环境下,探讨议价能力对产品定位-价格决策、成员利润、用户以及社会整体的影响,采用稳定性分析法研究均衡状态下的渠道结构分布,并对基本模型进行拓展分析。研究表明:生产商议价能力越强,产品批发/零售价格和渠道成员利润越高,零售商在筛选产品生产商时更愿意选择知名品牌;采用自营模式将提高消费者剩余和社会福利;成本差异的扩大将提高社会福利,而用户偏好不确定性虽然有助于提升上下游成员利润,但会损害社会整体利益。