風(fēng)險管理下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度和競價策略研究.pdf

1、近年來，分布式電源大量接入電網(wǎng)，在用戶側(cè)為電網(wǎng)提供了一定支撐服務(wù)，也提供了清潔多樣的能量來源。但分布式電源容量小且數(shù)目眾多，難以被電網(wǎng)調(diào)度部門統(tǒng)一調(diào)控；而以風(fēng)能、光伏等為發(fā)電類型的分布式電源出力具有不確定性。因此，能夠?qū)Ψ植际诫娫催M行統(tǒng)一管理、充分利用、平抑風(fēng)險的虛擬電廠技術(shù)受到了日益增多的關(guān)注。本文著眼于虛擬電廠技術(shù)，引入不確定規(guī)劃和風(fēng)險管理理論的新方法，針對虛擬電廠面對的不確定因素和內(nèi)部的可調(diào)節(jié)能力，分別對虛擬電廠在電網(wǎng)給定電價下的

2、購售電問題、電能和旋轉(zhuǎn)備用聯(lián)合優(yōu)化問題、短期日前市場中競價策略問題、中長期合約市場中合約簽訂策略問題、虛擬電廠對電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用貢獻分析等多個問題進行研究和探討，力求對虛擬電廠的運營、與電網(wǎng)交互方面能有所突破。本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　針對虛擬電廠對多種隨機因素風(fēng)險管理需求，引入了考慮決策者主觀風(fēng)險厭惡度的譜風(fēng)險指標。譜風(fēng)險理論通過建立譜函數(shù)量化決策者對不同損失的厭惡程度，選取場景樹方法模擬虛擬電廠中隨機變量在未來的可能取值，

3、利用隨機優(yōu)化求解譜風(fēng)險指標。建立了虛擬電廠在分時電價模式下優(yōu)化收益并降低出力偏差的調(diào)度計劃模型。和傳統(tǒng)的標準差、風(fēng)險價值、條件風(fēng)險價值等傳統(tǒng)風(fēng)險指標相比，譜風(fēng)險指標細化了決策者對不同損失的厭惡程度，能夠求解出更符合決策者主觀心理的調(diào)度計劃。
　　針對虛擬電廠收益最大化和風(fēng)險最小化的多目標需求，首先提出了虛擬電廠經(jīng)濟資本的概念，并利用條件在險現(xiàn)金流風(fēng)險指標評價運營過程中的現(xiàn)金流短缺風(fēng)險。隨后，利用風(fēng)險調(diào)整資本收益率指標建立一種具有經(jīng)

4、濟學(xué)含義的收益-風(fēng)險平衡關(guān)系，便于決策者更好地確定風(fēng)險和收益的折中。最后，提出了考慮風(fēng)險調(diào)整資本收益率閾值約束的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度模型；提出了考慮風(fēng)險調(diào)整資本收益率閾值約束的購售電和旋轉(zhuǎn)備用聯(lián)合優(yōu)化模型；提出了以最大化風(fēng)險調(diào)整資本收益率為目標的虛擬電廠競價策略，實現(xiàn)虛擬電廠收益和風(fēng)險的多目標優(yōu)化。
　　針對傳統(tǒng)隨機優(yōu)化中隨機變量概率分布難以精確預(yù)測的缺點，引入?yún)^(qū)間優(yōu)化方法建立了虛擬電廠短期日前競價策略和中期合約模型。區(qū)間優(yōu)化方法只考

5、慮隨機變量可能取值的區(qū)間，而忽略了具體的概率分布，更加容易精確預(yù)測。此外，區(qū)間優(yōu)化還可以求解并優(yōu)化虛擬電廠的收益區(qū)間。根據(jù)決策者對收益風(fēng)險的厭惡程度不同，建立了考慮決策者悲觀度的區(qū)間數(shù)排序方法，從而求解決策者最滿意的收益區(qū)間。
　　針對可再生能源、虛擬電廠未來對電網(wǎng)的影響逐漸增強，建立基于可靠性約束的電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型評估虛擬電廠入網(wǎng)后對電網(wǎng)的總旋轉(zhuǎn)備用需求的影響。模型考慮了傳統(tǒng)機組故障、可再生能源出力、虛擬電廠購售電等隨機因素以及

6、它們之間的相關(guān)性，優(yōu)化調(diào)度機組出力和旋轉(zhuǎn)備用，在滿足失負荷概率約束下實現(xiàn)成本最小。隨后利用風(fēng)險貢獻度理論，評估虛擬電廠等風(fēng)險源對電網(wǎng)總旋轉(zhuǎn)備用的貢獻程度，提出了基于風(fēng)險貢獻度的電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用成本分攤方法。該方法要求各隨機因素根據(jù)對電網(wǎng)安全的影響程度承擔(dān)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)備用費用，從而從經(jīng)濟性上引導(dǎo)風(fēng)險源降低其對電網(wǎng)總風(fēng)險的影響；也對比分析了分布式電源分別在獨立運營和組建虛擬電廠時對電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用的貢獻程度，從而論證虛擬電廠整合分布式電源的意義。