基于外部成本内置法的备用市场竞价模型

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2016.03.010

摘要/Abstract

摘要：

针对多因素下多种备用资源的优化配置问题，提出基于外部成本内置法的备用市场竞价模型。以需求响应为机会成本，同时考虑容量事故的不确定性，采用风险管理方法建立发电侧备用需求曲线，实现需求侧与发电侧两类备用资源的协调。量化分析发电侧备用可靠性与碳排放因素的边际外部成本，并将该成本内置到发电侧备用的内部成本报价中，以所得边际综合成本作为竞价依据，进一步实现了发电侧备用资源的内部协调。最后，通过供需理论得到备用最优点。算例仿真结果证明所提方法能够从社会角度实现备用资源的优化配置，具有可靠性与碳减排激励作用。

关键词: 备用市场, 竞价, 风险管理, 发电侧备用, 协调优化, 外部成本内置

Abstract:

According to the optimal allocation of diverse reserve resources under multiple factors, this paper proposes a reserve market bidding model based on internalization method of external cost. Taking demand response as opportunity cost and considering the uncertainty of contingencies, we adopt risk management method to build generation-side reserve demand curve, in order to realize the coordination of the reserve resources between demand side and generation side. Then, the marginal external cost of generation-side reserve reliability and carbon emission factors are quantified and internalized into the internal cost quotation of generation side reserve, which is taken as the bidding criterion to further achieve the internal coordination of generation side reserve. Finally, the optimal decision point is obtained according to supply and demand theory. The simulation results show that the proposed method can realize the optimal allocation of reserve from social perspective, and possess the incentive of reliability and carbon emission reduction.

Key words: mizatioreserve market, bidding, risk management, generation side reserve, coordinative optin, internalization of external cost

中图分类号:

TM 732

李士动，张孝君，张立柱，李鲁燕，许行，施泉生. 基于外部成本内置法的备用市场竞价模型[J]. 电力建设, 2016, 37(3): 63-70.

LI Shidong, ZHANG Xiaojun, ZHANG Lizhu, LI Luyan, XU Hang, SHI Quansheng. A Reserve Market Bidding Model Based on Internalization of External Cost[J]. Electric Power Construction, 2016, 37(3): 63-70.

参考文献

［1］薛禹胜，谢东亮，薛峰，等.智能电网运行充裕性的研究框架：(一) 要素与模型［J］.电力系统自动化，2014，38(10)：1-9.
XUE Yusheng，XIE Dongliang，XUE Feng，et al.A research framework for operating reserve adequacy in the smart grid：part I elements and models［J］.Automation of Electric Power Systems，2014，38(10)：1-9.
［2］杨俊，文福拴，汪震，等.电动汽车与电力系统的交互作用［J］.电力建设，2015，36(7)：14-24.
YANG Jun，WEN Fushuan，WANG Zhen，et al.Interactions between electric vehicles and power ystems［J］.Electric Power Construction，2015，36(7)：14-24.
［3］张钦，王锡凡，王建学.电力市场下需求响应研究综述［J］.电力系统自动化，2008，32(3)：97-1 06.
ZHANG Qin，WANG Xifan，WANG Jianxue.Survey of demand response research in deregulated electricity markets［J］.Automation of Electric Power Systems，2008，32(3)：97-106.
［4］蔡秋娜，文福拴，丁剑鹰，等.计及经济性、可靠性和排放因素的备用市场竞价模型［J］.电力系统自动化，2012，36(8):38-44.
CAI Qiuna，WEN Fushuang，DING Jianying，et al.A reserve market bidding model considering economics，reliability and emissions ［J］.Automation of Electric Power Systems，2012，36(8):38-44.
［5］丁明，齐先军，安玲.旋转备用市场中考虑可靠性的多目标分层决策［J］.电力系统自动化，2007，31(13)：17-22.
DING Ming，QI Xianjun，AN Ling.The multi-objective and layered decision-making considering reliability in the market of spinning reserve［J］.Automation of Electric Power Systems，2007，31(13)： 17-22.
［6］刘晓，艾欣，杨俊.考虑未来碳排放交易的需求侧备用竞价与调度模式设计［J］.电力系统自动化，2011，35(2):38-42.
LIU Xiao，AI Xin，YANG Jun.Design of demand side reserve bid-scheduling strategy considering future carbon emission trading ［J］.Automation of Electric Power Systems，2011，35 (2):38-42.
［7］施泉生，李士动，张涛.考虑碳排放成本的备用市场竞价模型［J］.电力系统保护与控制，2014，41(4)：40-45.
SHI Quansheng，LI Shidong，ZHANG Tao.A reserve market bidding model considering carbon emission costs［J］.Power System Protection and Control，2014，41(4)：40-45.
［8］张谦，史乐峰，任玉珑，等.计及V2G 备用服务的交易模式［J］.中国电机工程学报，2012，32(31)：59-67.
ZHANG Qian，SHI Lefeng，REN Yulong，et al.The reserve trading model considering vehicle-to-grid reserve［J］.Proceedings of the CSEE，2012，32(31)：59-67.
［9］KEMPTON W，TOMIC J.Vehicle-to-grid power fundamentals：calculating capacity and net revenue ［J］.Journal of Power Source，2005，144(1)：268-279.
［10］陆凌蓉，文福拴，薛禹胜，等.电动汽车提供辅助服务的经济性分析［J］.电力系统自动化，2013，37(14)：43-49.
LU Lingrong，WEN Fushuan，XUE Yusheng，et al.Economic analysis of ancillary service provision by plug-in electric vehicles ［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，37(14)：43-49.
［11］胡泽春，占恺峤，徐智威，等.电动汽车与电网互动的关键问题分析与展望［J］.电力建设，2015,36(7)：6-13.
HU Zechun，ZHAN Kaiqiao，XU Zhiwei，et al.Analysis and outlook on the key problems of electric vehicle and power grid interaction ［J］.Electric Power Construction，2015，36(7)：6-13.
［12］VAGROPOULOS S I，BAKIRTZIS A G.Optimal bidding strategy for electric vehicle aggregators in electricity markets［J］.IEEE Trans.on Power Systems，2013，28(4)：4031-4041.
［13］SORTOMME E，EI-SHARKAWI M A. Optimal scheduling of vehicle-to-grid energy and ancillary services［J］.IEEE Trans.on Smart Grid，2012，3(1)：351-359.
［14］别朝红，胡国伟，谢海鹏.考虑需求响应的含风电电力系统的优化调度［J］.电力系统自动化，2014，38(13)：115-119.
BIE Zhaohong，HU Guowei，XIE Haipeng.Optimal dispatch for wind power integrated system considering demand response［J］.Automation of Electric Power Systems，2014，38(13)：115-11 9.
［15］刘小聪，王蓓蓓，李扬，等.计及需求侧资源的大规模风电消纳随机机组组合模型［J］.中国电机工程学报，2015，35(14): 3714 -3723.
LIU Xiaocong，WANG Beibei，LI Yang，et al. Stochastic unit commitment model for high wind power integration considering demand side resources［J］.Proceedings of the CSEE，2015，35(14): 3714 -3723.
［16］PARVANIA M，FOTUHI-FIRUZABAD M.Demand response scheduling by stochastic SCUC［J］.IEEE Trans.on Smart Grid，2010，1(1)：89-98.
［17］曲翀，王秀丽，姚力，等.基于条件成本收益分析的旋转备用优化配置［J］.电力系统自动化，2014，38(14)：62-69.QU Chong，WANG Xiuli，YAO Li，et al.Optimal configuration of spinning reserve based on conditional cost/benefit analysis ［J］.Automation of Electric Power Systems，2014，38(14)：62-69.
［18］王建学，王锡凡，张显.电力市场中弹性运行备用研究［J］.中国电机工程学报，2005，25(18)：20-27.
WANG Jianxue，WANG Xifan，ZHANG Xian.The flexible operating reserve model in the power market［J］.Proceedings of the CSEE，2005，25(18)：20-27.
［19］张文韬，王秀丽，吴雄，等.大规模风电接入下含大用户直购电的电力系统调度模型研究［J］.中国电机工程学报，2015，35(12)：2927-2935.
ZHANG Wentao，WANG Xiuli，WU Xiong，et al.An Analysis Model of Power System With Large-scale Wind Power and Transaction Mode of Direct Power Purchase by Large Consumers Involved in System Scheduling ［J］.Proceedings of the CSEE，2015，35(12)：2927-2935.
［20］DAVID S，PABLO F，TOMAS G.Calculation of the elastic demand curve for a day-ahead secondary reserve market［J］.IEEE Trans.on Power System，2010，25(2)：615-623.
［21］魏学好，李瑞庆，陈宇晨.具有节能减排内核的电力市场新模式［J］.电力系统自动化，2009，33(15)：26-28.
WEI Xuehao，LI Ruiqing，CHEN Yuchen.A new electricity power market model embedding core function of energy saving and emission reduction［J］.Automat ion of Electric Power Systems，2009，33(15)：26-28.
［22］HAN S，HAN S，SEZAKI K.Estimation of achievable power capacity from plug-in electric vehicles for V2G frequency regulation: case studies for market participation［J］.IEEE Trans.on Smart Grid，2011，2(4)：632-641.
［23］赵俊华，文福拴，薛禹胜.计及电动汽车和风电出力不确定性的随机经济调度［J］.电力系统自动化，2011，34(20)：22-29.
ZHAO Junhua，WEN Fushuang，XUE Yusheng. Power system stochastic economic dispatch considering uncertain outputs from plug-in electric vehicles and wind generators ［J］.Automation of Electric Power Systems，2011，34(20)：22-29.

[1]	王瀚琳, 刘洋, 许立雄, 陈贤邦, 谭思维. 考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 87-98.
[2]	练小林，李晓露，陆一鸣，丁一，李聪利. 可交易能源框架下的微网群动态电能交易策略[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 18-27.
[3]	何奇琳，艾芊. 售电侧放开环境下含需求响应虚拟电厂的电力市场竞价策略[J]. 电力建设, 2019, 40(2): 1-10.
[4]	王辉，廖昆，林艺璇，金彬斌. 需求响应下含微电网配电侧市场多目标出清模型[J]. 电力建设, 2019, 40(2): 29-36.
[5]	高山，邹子卿，刘宇. 考虑多类型需求响应负荷的热电联供系统协调优化运行[J]. 电力建设, 2019, 40(10): 9-17.
[6]	谷金蔚，卢阳洋. 中国绿证市场的现状分析与交易机制优化[J]. 电力建设, 2019, 40(10): 45-55.
[7]	邢海军，洪绍云，范宏，赵晓莉. 面向“源-网-荷-储”的主动配电网优化重构及协调调度研究[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 18-23.
[8]	黄河，任佳依，高松，顾伟，刘海波. 基于场景分析的有源配电系统有功无功协调鲁棒优化策略[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 32-41.
[9]	涂辉，周建聪，石文超，高红均，李响，廖丽娟，吕林. 考虑多种调节手段的配电网经济运行优化[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 42-52.
[10]	郑宇，李杨，焦丰顺，文福拴，赵俊华，董朝阳. 含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略 [J]. 电力建设, 2017, 38(7): 88-.
[11]	孙毅, 顾玮，陆俊，崔灿，崔高颖. 集群控制下智能电网用户公平售电竞价策略[J]. 电力建设, 2017, 38(10): 108-.
[12]	陈玮，梁博淼，蒙文川，陈政，文福拴. 计及负荷和电价不确定性的电力零售公司购电组合优化[J]. 电力建设, 2016, 37(7): 54-63.
[13]	周洁，赵琛，张少华. 基于鲁棒优化的发电商电量分配策略[J]. 电力建设, 2016, 37(3): 58-62.
[14]	蒙文川, 林昶咏, 文福拴, 吴鸿亮, 宋艺航, 张翔. 采用高低匹配机制的发电权交易市场中发电公司的竞价策略 [J]. 电力建设, 2016, 37(11): 1-.
[15]	张中庆，张步涵，马怡晴，黄贻煜，马进霞，毛承雄. 基于子空间辨识和遗传算法的多回直流协调阻尼控制器设计[J]. 电力建设, 2015, 36(5): 60-65.