市场出清

集中式市场适用于电力交易的经济性与电网安全性耦合比较强的情况。集中式市场是在日前电能量市场出清的同时考虑完全的电网约束，尽量保障日前能量市场出清结果与实时市场接近，日前市场的出清结果、电价同时反映了电能量市场的供需情况和网络阻塞情况，即集中式市场的阻塞问题在日前按节点电价出清过程中已经自然解决，这就是所谓的“事前阻塞管理”。比较适用于网络卡口比较严重，供需较为紧张的情况，因为此时电力交易的经济性与网络安全性深度捆绑，矛盾突出。

在现货市场中，政府授权合约的曲线分解方式对市场不平衡资金规模与市场主体利益具有重要影响，合理分解相关合约问题亟待解决。从电力现货试点实际需要出发，综合考虑不平衡资金规模、政府授权合约分解结果、发电主体报价策略及市场出清结果之间的关联性，构建了基于博弈均衡的双轨制电力现货市场政府授权合约曲线分解优化模型与方法。该方法基于博弈均衡的思想对应建立了以控制不平衡资金规模为目标的政府授权合约分解模型、考虑政府授权合约分解结果的发电商报价决策模型以及市场出清模型，利用3层粒子群算法实现各层模型间的迭代修正，得到均衡市场个体与整体利益的合约分解结果。通过算例仿真分析，验证了在各因素互相作用和博弈均衡下，所提方法对缩小市场不平衡资金规模的作用。

现货市场组织阶段现货市场组织可分为市场准备和市场出清两个环节。市场准备环节主要开展负荷预测、非市场化中长期曲线分解(优先发电量分解)、市场申报、开市前信息发布等工作。市场出清环节主要指日前现货市场出清和日内实时市场出清。

随着“煤改电”工程的推进，农村薄弱配电网因供暖季负荷突增可能出现短时线路容量不足的问题，传统的线路扩容改造方案面临着电网投资回收期长、非供暖季资产利用率低等问题，依托农村新能源资源禀赋，构建具备友好互动和需求响应能力的微电网是解决此问题的有效手段。为此，结合河北省某农村微电网群示范工程的应用背景，提出一种基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法。各微电网以日内滚动优化调度计划为基准，考虑辅助服务策略对未来有限时域内运行经济性的影响，上报最优竞价策略；配电网结合辅助服务功率需求和各微电网的报价，以运行成本最小为目标确定辅助服务市场出清方案。最终，采用狼爬山(win or learn fast-policy hill-climbing, WoLF-PHC) 算法实现对多主体博弈问题的快速求解，并基于微电网群示范工程实际案例验证了所提方法的有效性。

工业园区微电网中动态工业生产流程与其能源供应是紧密联系的，通过灵活调控其工业生产流程的用能计划，参与到配电市场中，可进一步减少其用电成本。提出一种基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的能量管理与生产流程协同优化模型与方法，并引入地源热泵进一步提高能效。首先，提出了含地源热泵的工业园区微电网的用能架构，建立了工业生产流程与用能关系的通用模型。其次，构建了基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的双层优化模型，分别以工业园区微电网能量管理与生产流程调度协同优化模型为上层模型，以配电市场出清模型为下层模型，双层模型之间交换功率和电价信息。然后，基于KKT条件、对偶原理以及大M法将双层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming, MISOCP)模型。最后，以短流程炼钢厂、水泥厂等典型工业园区为例进行算例分析。结果表明所提出方法可对工业生产流程进行有效建模，并降低工业用户的用能成本，缓解电网调峰压力。

针对直流输电对跨省潮流模型的影响，提出了一种考虑特高压直流输电影响的省间电力现货市场（以下简称“省间市场”）协调交易方法。将省间市场展开过程拆分为省内代理报价曲线模型和省间市场协调交易模型，采用交-直流解耦的方法进行省间及省内的潮流计算。省内代理报价曲线模型以省内机组发电量/负荷需求为决策变量，通过区域等效模型得到省内机组/负荷参与省间市场的代理报价曲线。省间市场协调交易模型以省间市场交易值为决策变量实现省间市场出清，通过ADMM（交替方向乘子法）实现协调交易的分布式转化，避免交易过程中泄露省内机组信息和网络拓扑信息。算例表明，该方法实现了省间市场综合收益最大化，保障了信息隐私安全。

在中国提高新能源并网率、助力“碳达峰、碳中和”目标的背景下，实现电力资源的跨区域配置，有利于发挥不同区域间的资源互补效益，提高互联电网的整体新能源消纳能力。针对当前出清方法难以实现跨区备用辅助服务资源配置的难题，提出了一种联合考虑电能量与备用辅助服务的联络线可行域构建方法，并提出了计及跨区备用辅助服务互济的互联电网协同市场出清模型。通过在联络线可行域中考虑跨区备用辅助服务互济约束，完整刻画电能量-备用辅助服务交易空间，并通过互联电网协同出清实现备用跨区配置。基于某区域互联电网算例表明，所提方法可成功实现跨区备用资源的优化配置，进而整体提升互联电网的新能源消纳能力与综合运行效益。

“源−网−荷−储”互动模式下，不同类型的电力资源得以相互结合，突破了电力生产消费的流通壁垒，在主体类型、交易品种、组织方式、出清方法等方面都发生了较大变化。源网荷储互动要求多能源、多主体同台竞价，不同市场主体的物理经济特性和交易需求对现有交易机制提出了巨大挑战，传统分时出清模型难以兼顾各方诉求，交易品种及申报方式缺乏灵活性，难以真正发挥互动特性，因此，亟需设计更加多样、灵活的市场化竞争机制。首先从“源−网−荷−储”互动模式理念出发，分析其发展的关键因素，然后对“源−网−荷−储”互动模式下的电力资源特性进行分析，总结多元主体的交易特性。基于此，对交易机制进行设计，提供满足多元主体需求的灵活性交易机制，并构建市场出清模型。最后通过算例分析验证了所提市场机制的有效性，为“源−网−荷−储”互动模式发展提供借鉴参考。

高比例新能源渗透情景下火电企业竞价策略研究对保障火电企业运营和推进新型电力系统建设具有重要意义。基于智能体建模框架，建立电力现货市场仿真模型和机组自学习决策模型。其中，环境模块建立了考虑源荷双侧不确定性的风光火储多方参与的电力现货市场出清模型；智能体模块将火电机组投标决策过程刻画为部分观测马尔科夫决策过程，采用深度确定性策略梯度算法求解。以HRP-38节点系统为例进行仿真分析，明晰高比例新能源下火电企业市场交易策略。结果表明：在不考虑火电机组提供辅助服务的前提下，随着新能源渗透率的提高，仍有部分位置独特且具有成本优势的火电机组拥有竞争力；预测误差增大将使大容量火电机组投标策略趋于保守，而小容量机组投标策略相反；火电机组在各类场景下均具有隐性共谋倾向，即彼此隐藏信息时仍同时提高报价。

现有的节点边际电价机制中，由于传统发电商具有市场操控力，当储能独立参与市场出清时，各发电商采取策略性报价，打压并挤占储能电站的市场份额，阻碍了储能电站参与市场出清，间接导致市场出清总成本增大。为此，文中提出一种包含传统机组以及储能电站参与的市场竞争机制。首先，分析现有市场结算机制的弊端以及阻碍储能参与市场出清的原因；其次，建立含储能参与的市场出清模型，采用样本均值近似法求解二阶段随机规划模型；然后，基于Vickrey-Clarke-Groves（VCG）结算机制，提出适应储能参与的日前市场价值分配机制；最后，提出解决激励相容而造成的系统收支不平衡问题的策略。文中采用IEEE 30节点系统为例，证明该机制满足激励相容、收支平衡以及削弱传统发电商的市场操控力等要求，同时储能的参与将会减小系统出清总成本，降低市场价格剧烈波动的风险。