电能量市场

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。

虚拟电厂作为一种具备储能特性的灵活性资源，虽然其在配合电网削峰填谷、消纳新能源等方面的作用越发重要，但其目前在市场运营上缺乏经济性及高效性，直接导致其参与市场积极性不足。鉴于此，提出一种虚拟电厂参与电能量市场与辅助服务市场协同工作策略。首先，基于现货市场电价与虚拟电厂的聚合情况，确定其参与市场各时段策略；其次，以虚拟电厂收益最大化为目标，采用动态规划方法构建多时间尺度下虚拟电厂参与现货电能量-调频市场协同优化模型；最后，通过仿真分析对比虚拟电厂只参与单独市场与联合优化情况下的收益及利用率，并使用shapely值法对参与虚拟电厂聚合的各类资源进行收益分摊分析，验证所提方案的可行性及有效性。

5G通信基站通常配备光储，数量庞大、功耗可调，是一种优质的电力灵活性调节资源。提出了多类型光储式5G基站集群灵活性资源聚合方法以及参与电网调峰的协同调度策略。首先，分析休眠机制下多类型基站功耗可调特性与计及基站备用电量的储能调节能力。基于极限场景思想，构建了光储式5G基站的灵活性空间量化模型。在此基础上，利用闵可夫斯基和法刻画异构基站柔性资源的时空耦合能量轨迹，得到海量基站集群的灵活性资源聚合可调域。其次，建立了基站集群聚合资源参与电能量市场和辅助服务市场的协同调度优化模型，提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的分层分布式基站集群协同优化调度策略，将大规模基站集群调度问题降维分解为统一协同调峰功率响应、聚合功率自治调度和基站集群功率分配3个子问题进行求解。通过算例对比分析可知，所提策略可降低通信基站69.86%的用能成本，为提升通信资源利用率和电力系统灵活调节能力提供了有效手段。

为了提高能源利用效率，促进可再生能源的开发利用，考虑虚拟电厂可聚合资源规模，进行虚拟电厂低碳交易优化策略研究。首先，一方面，考虑源侧技术开发量与经济开发量分析源侧可聚合资源的上限值；另一方面，考虑荷侧可调节能力分析荷侧可聚合资源的上限值。然后，设计低碳虚拟电厂运行交易框架，分别对虚拟电厂中各单元建模。其次，基于碳交易机制，构建虚拟电厂参与电能量市场、碳交易市场与调峰辅助服务市场的低碳联合交易优化策略。最后，以某一地区为例进行算例分析，验证了模型的有效性。

在新能源渗透率不断提高的背景下，储能等灵活性资源是构建新型电力系统的重要支撑。基于安徽电力市场建设现状，提出一种独立储能参与电力市场的多阶段协同交易策略。首先，提出了中长期交易结算模式。然后，针对电价和功率预测的不确定性，建立了多概率场景表征的日前电能量-备用辅助服务联合出清模型，并在此基础上建立了日内偏差量单独交易模型。其次，分析了储能老化成本对收益的影响。最后，以独立储能收益最大化为目标进行仿真，结果表明所提机制能有效提升独立储能市场收益，以期为电力市场建设提供参考。

为贯彻落实国家和广东省关于推动新型储能产业高质量发展的部署，建立独立储能参与电力市场交易机制，7月5日，国家能源局南方监管局，广东省能源局印发关于征求《广东省独立储能参与电能量市场交易细则（建议稿）》意见的通知（以下简称《征求意见稿》）。

现有电能量市场已较好解决了最优化运行问题，引入绿色、安全等多元目标的最优化规划需要机制创新从最小化改革成本考虑，改革现有中长期电源规划引导机制，也即改革容量市场是更优选择。

为探索虚拟电厂（virtual power plant，VPP）兼顾经济性与低碳性的竞价策略，从VPP作为价格制定者的角度提出一种计及碳交易与风险的VPP参与电能量市场和备用市场的主从博弈竞价模型。以含风电、光伏的VPP为研究对象，首先，采用基准线法为VPP无偿分配碳排放配额，建立VPP的碳交易模型；之后建立了基于主从博弈理论的双层竞价模型，上层领导者为参与碳、电、备用市场的VPP运营商，下层跟随者为电力市场运营商；同时，运用条件风险值（conditional value at risk，CVaR）将上层问题转化为计及风险的多目标优化问题；最后采用遗传算法和求解器联合求解。算例表明该模型可以在多市场的环境下提供经济、低碳的竞价策略及不同市场的出力计划，并分析了不同市场类型、碳交易的加入、不同风险厌恶系数对VPP竞价结果的影响，为提高VPP运营商收益提供了新思路。

为充分挖掘多种备用资源的调节潜力，针对综合能源系统同时参与电能量与备用市场时的优化调度问题进行了研究。考虑同一区域内能源和负荷的相关特性以及系统的运行风险，建立综合能源系统的日前调度随机优化模型。首先，采用基于Cholesky分解的拉丁超立方采样技术生成符合综合能源系统中源荷相关性的风-光-荷样本矩阵。其次，采用近邻传播(affinity propagation, AP)聚类算法生成典型场景。然后，以日前调度成本、备用资源调整期望成本及条件风险价值构成的调度总成本最低为目标，构建综合能源系统随机优化调度模型。最后，建立综合能源系统仿真模型，验证所提方法能够刻画综合系统内部的源荷相关性，并实现系统运行经济性和安全性的平衡。

为解决风电不确定性引起的系统爬坡能力不足、高比例风电接入时系统总运营成本偏高等问题，提出了计及改进灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型。首先，分析了单台机组在出力状态、投入/退出过程中需要满足的爬坡速率约束，以及系统因净负荷波动需要满足的爬坡能力约束，提出了改进的灵活爬坡辅助服务产品。然后，以发电计划和机组状态为决策变量，构建了计及灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的目标函数。最后，通过两个算例从风电预测误差、风电渗透率和弃风惩罚成本等不同角度进行深入分析，验证所提出清模型的有效性。算例结果表明，所提出清模型既提高了系统运行的灵活性和经济性，又提升了高比例风电的消纳能力。