带有风能的智能电网多周期买电策略研究

本文研究带有风能随机供给的智能电网中传统能源的多周期买电问题,假设存在一个能源运营商集中负责智能电网传统能源的购买和消费。通过构建并求解动态规划模型,找到能源运营商在风能供给不确定性下的传统能源最优多周期买电策略。在最优买电策略下,能源运营商只有在当期电价足够小时才购买传统能源,其买电量与风能分布、价格信息和时间信息有关。在实际数据的基础之上,提供详实的数值实验对比研究了本文的最优买电策略和其他两种策略(实践中只考虑风能估计的策略和放弃利用风能的策略)在最小化总成本方面的效果,并验证了本文的最优买电策略在真实风能数据中的鲁棒性。     

考虑输电约束下区域电网风储能联合调度鲁棒优化模型

随着我国可再生能源大规模的建设,引入到电力系统中,对能源改革及节能减排具有重要意义.构建了含有风电、储能设备以及火电机组10机组30节点区域电网系统中,利用鲁棒优化方法,将风电出力作为随机变量.以发电系统中的发电成本、排污成本及风电惩罚成本作为目标函数,运用强化学习算法对目标函数求解.通过对算例模拟得到,分时电价与储能设备引入电网系统,可有效的平抑风电出力随机性、波动性,并降低区域电网的发电成本及排污成本.     

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.     

基于顾客低碳行为偏好的选址-路径-库存集成优化模型与算法

针对自愿减排驱动下的顾客低碳行为偏好对选址-路径-库存决策的影响进行研究。首先推导了顾客低碳行为偏好下的市场需求函数和价格函数,并构建了考虑单位产品碳排放量和经济成本的多目标选址-路径-库存优化模型,通过对多目标优化模型的求解可得碳排放量和经济成本间的Pareto解集。在此基础上,定义了碳配额税的概念,可得顾客低碳行为偏好和碳配额税下的总收益函数。最后通过数值分析给出了自愿减排和监管减排两种机制共同作用下的企业减排方案和灵敏度分析。     

计及碳排放配限额的虚拟电厂多目标风险规避优化模型

将风电场、光伏发电、生物质发电、储能和燃气轮机及柔性负荷聚合为虚拟电厂(Virtual power plant,VPP).进一步,为刻画风光不确定性风险,分别利用条件风险价值方法(Conditional risk at value,CVaR)构造最小化运营风险目标函数及利用鲁棒随机优化理论转化含不确定性变量约束条件,并选取最大化运营收益和最小化碳排放总量,构建VPP多目标风险规避优化模型.最后,选取改进IEEE30节点系统进行算例分析,结果表明:1)所提风险规避模型能够兼顾效益、风险和碳排放多方诉求;特别是,当鲁棒系数Γ≤0.85,较小的不确定性会带来较大的风险,表明决策者风险态度会影响VPP调度方案;2)预测误差e较高时,相同的Γ增长幅度会带来更高的CVaR增长幅度,表明较低的预测精度会放大不确定性风险,意味着决策者需通过提升预测精度以降低VPP运营风险;3) META能凸显清洁能源环境友好特性,实现VPP整体的最优均衡运行.综上,所提模型能够为决策制定最优VPP调度策略提供决策支撑.     

基于流动性约束和价格趋势的最优交易策略

股票市场中当交易规模较大时,投资者不仅要预判未来的股票价格趋势从而降低风险成本,也要考虑大额交易指令对市场冲击的成本.在投资者预判股票未来价格趋势的同时,考虑交易量的线性价格冲击,建立一个控制最小交易成本的策略模型,采用随机动态规划方法得出总体执行成本最小的交易策略解析解,进一步利用数值算例对最优交易策略进行了比较静态分析.     

基于用户报价信息划分的可控负荷菜单定价模型

设计合理的需求侧电价是引导和促进用户实施需求响应的重要因素.基于可控负荷参与市场交易时的报价信息,借助机制设计中的激励相容理论,提出了一种可控负荷菜单定价模型,该模型以系统供电成本最小为目标,且用户类型是离散的.通过节点系统IEEE-30仿真实验,设计出适用于5种不同用户类型的菜单电价,并通过对比分析,表明所提出的菜单定价模型节约了系统供电成本,也为需求侧电价的设计提供了理论参考.     

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.     

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。     

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.     

高载能企业对新能源消纳影响的研究

从降低区域电网系统中大规模风、光可再生能源并网调峰需求和提高企业生产经营效益的角度,采用Shapley值法分析高载能企业和电网企业合作博弈模式;通过引入政府统筹价格补偿策略,采用系统动力学方法构建了在一定区域经济运行模式下的高载能企业参与电网调峰运行方式的互动分析模型,对提高新能源消纳的政策引导进行了仿真分析。分析结果表明:中短期内高载能企业参与调峰对促进新能源消纳的作用显著,结合高载能生产市场行情制定相应的用户参与调峰激励政策,可以有效促进新能源发展;但从长期规划角度看,政府部门应该对新能源的发展采取必要的调控措施,避免新能源投资过热,造成资源浪费。     

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。     

计及需求响应的大用户购电决策优化模型

为制定对大用户最合适的购电决策方案,首先对用户因转移电量产生的不适应成本进行分析,建立了大用户的需求响应模型.在此基础上,考虑分时购电、双边合同购电、自备电厂发电三种购电方式,对大用户购电成本进行分析,构建了以购电成本最小为目标的购电优化决策模型.最后采用遗传算法对所提模型进行求解,得到用户的购电策略.算例分析表明,利用所建模型得到的购电策略,一方面可以大幅减少用户的购电成本,另一方面可以产生削峰填谷的效果,提升资源结构性配置效率.     

提前期需求为模糊随机条件下的连续库存补货策略

考虑提前期内需求为模糊随机变量且提前期为可缩短情形下,建立由购买商和供应商所组成的简单供应链连续库存补货策略优化模型,其中订单量、再订货点和提前期为决策变量.首先推导出模糊随机需求条件下购买商和供应链的成本函数,然后,进一步考虑总需求为三角模糊数,推导出供应商、购买商和供应链的模糊成本函数.在此基础上分别从购买商成本最小和供应链成本最小角度对模型进行求解,结合具体算例对模型进行应用分析和比较分析,结果表明模型具有有效性和实用性,并得出如下结论:从购买商本身角度考虑订购策略所产生的供应链成本总是大于从供应链整体角度考虑订货策略所产生的供应链成本,同时从购买商本身角度考虑订货策略所产生的最优订购量、购买商成本低于从供应链整体角度考虑订货策略所产生的最优订购量、购买商成本.     

双向碳减排成本分担下资金约束供应链契约协调研究

国家“双碳”目标对供应链协同减排提出新要求.文章考虑由单一供应商和单一受资金约束制造商构成的低碳供应链,双方通过“双向碳减排成本分担”机制进行协同减排,制造商通过竞争性银行信贷市场获取生产、碳减排及购买不足碳配额所需的运营资金.在求解供应商、制造商、银行在内的参与方博弈均衡策略基础上,探究了以“双向碳减排成本分担合约”为基础的资金约束型低碳供应链多契约协调问题.研究发现:批发价格、双向碳减排成本分担、收入分享契约的组合可实现低碳供应链协调和帕累托优化,而当考虑碳交易市场情形时,还需额外引入碳交易成本分担契约类型.相关研究结果可为“双碳”目标下企业的集成运营、碳减排和融资决策,及供应链主体间协同减排等提供理论指导.     

蜘蛛网结构性能研究

以蛛网捕丝与放射丝结点为研究对象,首先应用达朗贝尔原理对结点进行受力分析,运用动力松弛法将猎物作用于结点的动态力变为静力建模;然后考虑不同捕食策略对蛛网结构的影响,将捕食策略变为约束条件,蛛丝上的最小残余力作为优化目标,建立基于捕食策略的单目标规划模型;最后提出将环境影响因子转化为目标函数的约束条件的模型改进方法。     

基于复杂项目群优化选择的水电经济效益计算

针对目前已运行水电站经济效益计算存在的问题,本文提出了基于大系统分解协调模型选择水电站在不同运行时间的最优等效替代运行位置.考虑目前电力系统中正在逐步推行的两部制电价（容量电价与电量电价）,研究中分别计算了已运行水电站最优等效替代位置的边际容量成本和边际电量成本,并将其分别作为已运行水电站优化运行中各时段（刻）经济效益计算的容量价格与电量价格.以运行水电站经济效益最大作为优化准则,采用动态规划方法对其进行实时调度,从而实现其经济运行调度.文章给出的实例计算表明,本文提出的方法与模型是可行的.     

考虑多能需求响应的电热互联系统协同调度优化模型

为应对中国严峻的弃风问题,讨论风电参与电采暖的运行优化策略,以协调满足电负荷和热负荷.首先,将风电场、蓄热式电锅炉和燃气轮机整合为电热互联系统,并考虑激励型需求响应和价格型需求响应对系统运行的优化效应.然后,选择最大化运行收益和和最小化运行风险作为目标函数,考虑风险不确定性的影响,构造电热互联系统(Electro-thermal interconnect system,EST)最优电热耦合调度模型;最后,通过对所提模型进行算例分析,结果表明:1)若决策者能够适当承受一定风险,利用风电满足终端用于热负荷,会极大提升风电并网空间,带来显著的增量经济效益;2)价格型需求响应能够平缓电热负荷需求曲线,促进风电并网的同时降低系统运行风险;3)激励型需求响应能为风电提供更多的备用服务,实现集中式和分散式协同互补供暖,取得最佳的系统运行结果.因此,所提电热互联系统调度运行模型有利于促进风电发电并网,能够为电热互联系统的最优运行提供决策支撑.     

我国低碳经济发展机制的系统动力学建模

在分析了低碳经济系统复杂结构特征及动态反馈关系的基础上,建立了低碳经济系统动力学模型并进行了仿真模拟,研究表明:技术进步、产业调节政策对降低碳排放具有显著影响,提高能源效率是低碳发展的重要举措,制度建设是低碳发展的基础设施.从政策层面上,应通过调整能源结构,发展新能源和可再生能源;改变经济增长方式,调整产业结构,优先发展高新科技产业、服务业等第三产业;引导消费方式的改变,减少能源消耗,实现低碳发展.     

智能电网下考虑风险的供电企业购电优化模型

针对智能电网带给供电企业购电决策的影响,提出了一种考虑风险的购电优化决策方法。智能电网建设并开展运营,发电侧考虑接纳更多的可再生能源发电,用电侧智能用电设备的使用导致主动负荷的出现等,这一系列变化给智能电网环境下供电企业购电决策带来一定程度的风险。首先,考虑了智能电网下负荷与风电出力不确定性给供电企业经营带来的风险,采用风险元传递理论与多目标规划理论,建立智能电网购电优化模型。然后,提出采用约束多目标粒子群优化算法(CMOPSO)对模型进行求解思路;最后,算例说明该模型的可行性,研究成果为我国智能电网运营风险管理提供新方法、新思路。