風(fēng)險(xiǎn)管理下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度和競(jìng)價(jià)策略研究.pdf

1、近年來(lái)，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(lái)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(jìn)行統(tǒng)一管理、充分利用、平抑風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)管理理論的新方法，針對(duì)虛擬電廠面對(duì)的不確定因素和內(nèi)部的可調(diào)節(jié)能力，分別對(duì)虛擬電廠在電網(wǎng)給定電價(jià)下的

2、購(gòu)售電問(wèn)題、電能和旋轉(zhuǎn)備用聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題、短期日前市場(chǎng)中競(jìng)價(jià)策略問(wèn)題、中長(zhǎng)期合約市場(chǎng)中合約簽訂策略問(wèn)題、虛擬電廠對(duì)電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用貢獻(xiàn)分析等多個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究和探討，力求對(duì)虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)、與電網(wǎng)交互方面能有所突破。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　針對(duì)虛擬電廠對(duì)多種隨機(jī)因素風(fēng)險(xiǎn)管理需求，引入了考慮決策者主觀風(fēng)險(xiǎn)厭惡度的譜風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。譜風(fēng)險(xiǎn)理論通過(guò)建立譜函數(shù)量化決策者對(duì)不同損失的厭惡程度，選取場(chǎng)景樹(shù)方法模擬虛擬電廠中隨機(jī)變量在未來(lái)的可能取值，

3、利用隨機(jī)優(yōu)化求解譜風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。建立了虛擬電廠在分時(shí)電價(jià)模式下優(yōu)化收益并降低出力偏差的調(diào)度計(jì)劃模型。和傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)差、風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值、條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值等傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)相比，譜風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)細(xì)化了決策者對(duì)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(jì)劃。
　　針對(duì)虛擬電廠收益最大化和風(fēng)險(xiǎn)最小化的多目標(biāo)需求，首先提出了虛擬電廠經(jīng)濟(jì)資本的概念，并利用條件在險(xiǎn)現(xiàn)金流風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的現(xiàn)金流短缺風(fēng)險(xiǎn)。隨后，利用風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整資本收益率指標(biāo)建立一種具有經(jīng)

4、濟(jì)學(xué)含義的收益-風(fēng)險(xiǎn)平衡關(guān)系，便于決策者更好地確定風(fēng)險(xiǎn)和收益的折中。最后，提出了考慮風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)調(diào)整資本收益率閾值約束的購(gòu)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(xiǎn)調(diào)整資本收益率為目標(biāo)的虛擬電廠競(jìng)價(jià)策略，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠收益和風(fēng)險(xiǎn)的多目標(biāo)優(yōu)化。
　　針對(duì)傳統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化中隨機(jī)變量概率分布難以精確預(yù)測(cè)的缺點(diǎn)，引入?yún)^(qū)間優(yōu)化方法建立了虛擬電廠短期日前競(jìng)價(jià)策略和中期合約模型。區(qū)間優(yōu)化方法只考

5、慮隨機(jī)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(cè)。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(duì)收益風(fēng)險(xiǎn)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(duì)可再生能源、虛擬電廠未來(lái)對(duì)電網(wǎng)的影響逐漸增強(qiáng)，建立基于可靠性約束的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型評(píng)估虛擬電廠入網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的總旋轉(zhuǎn)備用需求的影響。模型考慮了傳統(tǒng)機(jī)組故障、可再生能源出力、虛擬電廠購(gòu)售電等隨機(jī)因素以及

6、它們之間的相關(guān)性，優(yōu)化調(diào)度機(jī)組出力和旋轉(zhuǎn)備用，在滿足失負(fù)荷概率約束下實(shí)現(xiàn)成本最小。隨后利用風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)度理論，評(píng)估虛擬電廠等風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)電網(wǎng)總旋轉(zhuǎn)備用的貢獻(xiàn)程度，提出了基于風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)度的電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用成本分?jǐn)偡椒?。該方法要求各隨機(jī)因素根據(jù)對(duì)電網(wǎng)安全的影響程度承擔(dān)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)備用費(fèi)用，從而從經(jīng)濟(jì)性上引導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)源降低其對(duì)電網(wǎng)總風(fēng)險(xiǎn)的影響；也對(duì)比分析了分布式電源分別在獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和組建虛擬電廠時(shí)對(duì)電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用的貢獻(xiàn)程度，從而論證虛擬電廠整合分布式電源的意義。