含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2017.07.011

电力建设 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (7): 88-.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.07.011

• 综合能源系统 ·栏目主持文福拴教授· • 上一篇下一篇

含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略

郑宇1，李杨2，焦丰顺3，文福拴2，赵俊华4，董朝阳1

（1．南方电网科学研究院，广州市 510080；2．浙江大学电气工程学院，杭州市 310027； 3．深圳供电局有限公司，广东省深圳市 518100；4．香港中文大学（深圳）理工学院，广东省深圳市 518100）

出版日期:2017-07-01
作者简介:郑宇（1986），男，博士，工程师，主要从事智能配电网规划与运行方面的研究工作；李杨（1992），男，博士研究生，主要从事能源互联网方面的研究工作；焦丰顺（1984），男，博士，工程师，主要从事电网规划和能源互联网方面的研究工作；文福拴（1965），男，教授，博士生导师，本文通信作者，主要从事电力系统故障诊断与系统恢复、电力经济与电力市场、智能电网与电动汽车等方面的研究工作；赵俊华（1980），男，博士，副教授，“青年千人计划”入选者，主要从事电力系统分析与计算、智能电网、数据挖掘与计算智能、电力市场等方面的研究工作；董朝阳（1971），男，博士，“千人计划”特聘专家，讲座教授，主要从事电力系统安全性、电力系统规划与管理、电力市场仿真与风险管理、数据挖掘等方面的研究工作。
基金资助:
基金项目：国家自然科学基金项目（51477151）；国家重点基础研究发展计划项目（973项目）（2013CB228202）；中国南方电网公司科技项目（WYKJ00000027）；深圳供电局有限公司科技项目（090000KK52150070）

Bidding Strategies for Virtual Power Plants Including Wind Power Generation Units and Power-to-Gas Facilities

ZHENG Yu1，LI Yang2，JIAO Fengshun3，WEN Fushuan2，ZHAO Junhua4，DONG Zhaoyang1

（1. Electric Power Research Institute, China Southern Power Grid, Guangzhou 510080, China; 2. College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 3. Shenzhen Power Supply Co., Ltd., Shenzhen 518100, Guangdong Province, China; 4. School of Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong （Shenzhen）, Shenzhen 518100, Guangdong Province, China）

Online:2017-07-01
Supported by:
Project supported by National Natural Science Foundation of China（51477151）；the National Basic Research Program of China （973 Program）（2013CB228202）

摘要/Abstract

摘要： 摘要：随着电转气（power-to-gas，P2G）技术的不断发展和商业化应用，风电机组（wind power generation unit，WPGU）与电转气设备的协同运行逐步受到关注。电转气设备的运行方式比较灵活，可有效平衡风电出力波动，二者可协同形成虚拟电厂（virtual power plant，VPP）参与电力市场运营。在此背景下，研究了含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略。首先构建了含风电机组与电转气设备的虚拟电厂参与电力市场运营的模型架构。之后，以最大化总体收益为目标，构建了虚拟电厂在日前电力市场的竞价策略模型，并确定虚拟电厂自调度运行策略。然后，考虑到风电出力预测误差的不确定性，发展了基于信息间隙决策理论（information gap decision theory，IGDT）的鲁棒竞价策略和机会竞价策略，以反映虚拟电厂不同的风险偏好水平。接着，采用成熟的商用求解器AMPL/IPOPT求解所构造的非线性优化模型，确定针对预期成本的鲁棒和机会竞价策略。最后，以北欧电力市场的实际数据为例说明所构建的优化模型和采用的求解方法的基本特征。

关键词: , 虚拟电厂（VPP）, 风电机组（WPGU）, 电转气（P2G）设备, 电力市场, 竞价策略, 信息间隙决策理论（IGDT）

Abstract: ABSTRACT： With the continuous development and commercialization of power-to-gas （P2G） technology, the coordinated operation between wind power generation units （WPGUs） and P2G facilities has attracted more and more attentions. The operational flexibility of P2G facilities can be employed to mitigate power output fluctuations of WPGUs, while both P2G facilities and WPGUs can form a virtual power plant （VPP） to participate in electricity market operation. Given this background, this paper studies the optimal bidding strategies for the VPP including WPGUs and P2G facilities. First, we present a modeling framework for a VPP with WPGUs and P2G facilities to participate in the operation of an electricity market. Then we construct the bidding strategy model for a VPP in a day-ahead electricity market with the objective of maximizing the overall profit, and determine the self-scheduling strategy of VPP. Considering uncertain forecasting error of the fluctuant outputs from wind power units, we develop both robust and opportunity bidding strategy models based on the information gap decision theory （IGDT）, so as to reflect the risk preferences of various VPPs. And then, we adopt the well-developed commercial solver AMPL/IPOPT to solve the proposed nonlinear optimization model, and determine the robust and opportunity bidding strategy models for expected cost. Finally, case studies based on data from the Nord pool electricity market are carried out to demonstrate the characteristics of the developed optimization models and the employed solving method.

Key words: virtual power plant （VPP）, wind power generation unit （WPGU）, power-to-gas （P2G） facility, electricity market, bidding strategy, information gap decision theory （IGDT）

中图分类号:

TM 72

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-.

ZHENG Yu，LI Yang，JIAO Fengshun，WEN Fushuan，ZHAO Junhua，DONG Zhaoyang. Bidding Strategies for Virtual Power Plants Including Wind Power Generation Units and Power-to-Gas Facilities

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含风电机组与电转气设备的虚拟电厂竞价策略

Bidding Strategies for Virtual Power Plants Including Wind Power Generation Units and Power-to-Gas Facilities

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