“新型电力系统关键技术:电力市场交易理论与支撑技术”专辑
发布时间:2024年02月22日        点击数量:1774

特约主编:陈启鑫教授

        陈启鑫,清华大学电机系教授,博士生导师,能源互联网创新研究院副院长。IET Fellow,国家能源局电力市场专家组成员,中国技术经济学会“电力技术经济”分会副理事长,中国能源研究会“电力市场和碳市场”专委会副主任委员。获国家优秀青年科学基金、中组部青年拔尖人才计划资助;获评世界经济论坛青年科学家、MIT TR 35、爱思唯尔亚太青年科学家、爱思唯尔中国高被引学者等称号。主要从事电力市场、能源互联网、电力系统运行等领域的研究工作。发表专著3部,论文200余篇;获省部级科技奖励十余项,承担国家能源局、自然科学基金委、世界银行等委托研究课题50余项。

特约主编:邓瑞龙研究员

 

       邓瑞龙,国家“四青”人才,浙江大学“百人计划”研究员,博士生导师,控制科学与工程学院院长助理,工业控制技术全国重点实验室秘书长。曾担任新加坡南洋理工大学助理教授。长期从事网络系统安全、智能电网、通信网络等方面的交叉学科研究,主持国家基金重大项目课题/面上项目、省基金杰青/重点项目、国防科技创新特区项目。发表期刊/会议论文100余篇,其中IEEE/ACM汇刊论文50余篇(包括6ESI高被引论文),谷歌学术引用5 000余次,单篇最高800余次。入选全球前2%顶尖科学家(终身影响力)、爱思唯尔中国高被引学者。获教育部自然科学奖一等奖2项、中国自动化学会自然科学奖二等奖、中国仪器仪表学会青年科技人才奖、IEEE PES-GM最佳会议论文奖。

特约主编:郭鸿业助理研究员

 

       郭鸿业,清华大学电机系助理研究员,能源互联网创新研究院交易平台研究室主任,主要研究领域为电力市场、需求响应、低碳电力等。主持国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后科学基金面上项目各1项,入选北京市科协青年托举计划、清华大学“水木学者”计划,获联合国世界青年可持续能源项目平台YSEH支持,曾获清华大学优秀博士论文、清华大学优秀博士后等荣誉。参与国家自然科学基金重点项目或科技部重点研发项目5项,参与国家发改委、国家能源局等委托的电力市场建设相关课题5项,主持国家电网总部科技项目课题4项。发表论文30余篇,其中作为第一作者发表的SCI论文12篇、EI论文6篇;出版英文专著1部;申请或授权专利11项。

特约主编寄语

在新型电力系统建设的背景下,我国电网中接入的可再生能源比例迅速提升,这不仅给电力系统的安全稳定运行带来显著影响,也给传统电力市场的建设运营带来重大挑战。在交易机制层面,新型电力系统将改变传统电力市场的价格体系、时序关系、稀缺资源等,亟待提出一套与之相适应的新型交易理论,涵盖市场机制设计、交易品种构造、出清规则优化等方面,以从机理上实现新型电力系统下电力市场运营的激励相容与资源优化;在支撑技术层面,高比例新能源的不确定性和间歇性将对传统电力市场支撑技术提出更高的要求,包括出清时序密集化、出清价格随机化、多方交易分散化、交易行为复杂化、运营信息私密化等,亟待在市场支撑技术层面实现新的突破,涵盖交易行为高精度解析、高可信通信控制、高效分布式出清、安全智能防护、数字孪生仿真等技术,从而支撑新型电力系统下电力市场的高效运营。

为展示国内外在该领域的研究进展和发展趋势,交流学术和技术成果,《电力自动化设备》编辑部特邀我们共同组织新型电力系统关键技术:电力市场交易理论与支撑技术专辑。自专辑征稿启事发出后,得到了学术界和产业界的积极响应,经过严格评审,最终共收录31篇论文,涵盖新型电力系统下电力市场的机制设计、报价决策、优化与运行等方面的内容。

新型电力系统下电力市场机制设计

东南大学的王蓓蓓副教授等分析了北美容量市场需求曲线的设计机制,结合中国电力市场现状,提出了建设中国容量市场的可行建议;国网黑龙江省电力有限公司的付黎苏、清华大学的张宁副教授等综合分析了现有试点电力市场出清方式与不平衡资金产生的机理,提出了一种结合黑龙江电力生产情况的改良结算机制;华北电力大学的鲍海教授等提出了一种考虑碳交易收益和网损成本的发电权交易优化模型,基于功率分量理论计算交易前后网损成本的变化,融合碳交易机制,在确保交易公平合理性的同时释放了各电源的减排潜力;东南大学的徐青山教授等针对正负瓦特市场中能源共享的定价机制与多方合作模型展开研究,建立了去中心化的共享交易机制,并通过引入价格歧视增强了能源产消者参与市场的积极性;同济大学的徐志宇教授级高工等将非同质化代币引入主动能量体以满足其个性化、差异化的交易需求;昆明理工大学的刘可真教授等以智能园区为研究对象开展电能的共享优化研究,建立了多园区联盟运行成本的最小化模型,可以实现在降低成本的同时增进各园区收益的公平分配;华南理工大学的刘明波教授等构建了与集中市场协同的本地点对点交易双层优化框架,能够在保证配电网安全运行的条件下,就近消纳分布式能源并提高本地市场主体的收益;华北电力大学的刘文颖教授等针对“三北”地区电力资源特点,设计负荷参与风电消纳的日前市场交易机制,可以有效消纳风电并提高热负荷收益;中国农业大学的牛焕娜副教授等提出考虑交易和谐度的虚拟电厂参与调峰辅助服务市场交易匹配方法;东南大学的徐青山教授等考虑了风电出力的不确定性和多元决策主体间的复杂博弈关系,提出了一种基于非合作博弈理论和鲁棒优化思想的多虚拟电厂参与日前市场的竞标博弈方法;东北电力大学的崔杨教授等考虑了风电消纳与火-储深度调峰的影响,提出了一种基于层次分析法的新分摊策略,为市场提供了一种火-储补偿费用分摊的新思路;四川大学的高红均副教授等提出了一种考虑分散式资源互动响应的虚拟电厂智能化调峰定价策略,可以有效应对内部上报虚假曲线的情况并提升综合收益。

新型电力系统下电力市场的报价决策

西安交通大学的王秀丽教授等研究了光热电站作为定价型市场主体参与日前电能量市场的策略,通过提出随机双层优化模型保证了决策的可行性和收益;东北电力大学的王艺博副教授等针对新能源场站参与省间电力现货交易的计划电力缺乏指导性问题,通过分析其运作框架,构建了两级电力市场决策双层优化模型,实现了新能源场站的市场收益的提升;大连理工大学的申建建教授、程春田教授等针对西南巨型水电站如何参与省内-省间电力市场联合竞价的问题,提出了一种基于边际机会成本的水电站参与省内-省间月度集中市场投标曲线联合优化方法,以提高水电站售电收益,促进水电消纳;昆明理工大学的梁宁副教授等关于市场机制下风-氢多能系统的合作运行问题,提出了电力现货市场环境下基于纳什谈判理论的风电-虚拟氢厂合作运行两阶段随机规划模型,并通过仿真算例验证了所提策略的有效性;昆明理工大学的刘志坚教授等为适应碳排放市场交易模式多样化,提出了基于现有碳排放权交易市场规则的风--火多能耦合系统碳交易模型;东北电力大学的李雪教授、张儒峰教授、姜涛教授等基于区域电-气综合能源系统中配-微网络间不同层级的能源交互特性,提出了一种多能源微网参与多能源市场的交易框架和多主体主从博弈的交易模型;四川大学的高红均副教授、刘俊勇教授等充分考虑产消用户的发用电特点,提出了售电公司面向产消用户的发-用电多元电力套餐优化;河海大学的王敏副教授等提出了采用固定效应空间滞后模型研究代理商间交易意愿的空间交互效应,分析了代理商交易意愿的空间溢出对周围代理商产生的影响;长沙理工大学的周任军教授、杨洪明教授等针对用户侧分布式储能成本较高、利用率低、运营模式单一等问题,提出了一种兼具电能自营和储能共享模式的储能聚合商自营共享电能交易方法。

新型电力系统下电力市场的优化与运行
    大连理工大学的吕泉副教授等提出了考虑风光发电波动性的双轨制电力电量平衡分析模型,对双轨制不平衡电量和费用的规模、性质、分布特征进行了评估;华南理工大学的欧阳森副研究员等针对传统应急电源车保供电存在的资产利用率不足、成本较高等问题,提出了一种保供电型光储微电网的运营策略,并对运营模式中共同博弈投资模式的内部交易和定价机制进行了详细讨论;广西电网电力调度控制中心的卓毅鑫博士等通过考虑低水头电站的水力特性曲线等复杂约束并对其进行线性化处理,构建了基于梯级水电群精细化建模的日前出清模型,反映了梯级水电站间的出力和库容联动关系,提升了可发电能力;东南大学的李扬教授等对于区域内多个虚拟电厂并存且参与日前-实时市场的场景,引入了虚拟电厂间直接交易机制组织合作与竞争,在保护内部隐私信息的前提下对虚拟电厂收益和区域负荷特性实现了优化;上海电力大学的李东东教授等为解决当前对虚拟电厂系统中多重不确定性源的表征考虑不全面且处理方法单一的问题提出了建模方法,以虚拟电厂运行成本最小化为目标,综合考虑电碳交易及激励型需求响应机制,建立了基于区间线性规划的虚拟电厂优化调度模型;华北电力大学的韩东升副教授等针对充分发挥需求侧资源响应潜力以及降低系统源、荷不确定因素以实现能源可持续发展的议题,提出了一种考虑双重需求响应和阶梯型碳交易机制的综合能源系统双时间尺度优化调度策略;河海大学的吴英俊副教授等针对用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致虚拟电厂无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型;华北电力大学的牛玉广教授等针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上提出了一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略;四川大学的刘继春教授、刘俊勇教授等对于售电公司在不完全成熟市场中的竞争力提升路径不够明确的问题,提出了计及不同类型用户需求的售电公司竞争力提升策略;清华大学的郭鸿业助理研究员、陈启鑫教授等对于传统电源规划方法可能会导致机组成本未被全部回收的问题,为保证规划期内系统的发电容量充裕度,提出了市场环境下满足机组成本回收约束的电源规划方法。

由于篇幅、主题、稿件处理周期等限制,本专辑收入的论文只是新型电力系统中电力市场机制、决策、优化等领域的一个缩影。期望广大读者能够从中获得启发,推动电力市场的建设与研究的发展。遗憾的是,部分高水平稿件未能涵盖于本专辑中,希望能够得到所有为本专辑撰稿的作者和广大读者的理解。

衷心感谢各位专家学者对本专辑的大力支持;感谢《电力自动化设备》编辑部为本专辑的选题、策划、组织和出版所做的大量工作;感谢本专辑各位评审专家的客观、公正评审。最后,衷心希望新型电力系统下的电力市场研究能引发学术界与工业界更广泛的关注和讨论,通过学术争鸣与思维碰撞,开创我国电力市场发展的新局面。

        

   

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