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可再生能源的大力发展对于优化我国的能源结构,促进能源的可持续发展有着重大意义。然而可再生能源的消纳问题日益突出,为了促进可再生能源的并网消纳,将可再生能源参与电力市场是一种有效途径。可再生能源的分布式接入使电力系统的结构向着分布式的结构发展,参与电力市场时,市场主体更加分散,且市场的主体随着电力市场化改革的深入推进逐渐增多,市场交易也随之越来越频繁。在这种情况下,集中式的电力市场面临着极大的运营压力,且由于属于不同利益主体的市场主体对自身隐私信息注意程度的提升,不愿将一些像发电机的发电参数等隐私信息上传至调度中心或者集中式电力市场平台。可再生能源的发展依赖于激励机制,然而现有可再生能源激励政策需要政府的管控,在市场化改革逐渐深入的情况下不能长久适用。针对上述问题,论文研究了适合可再生能源的分散式电力市场模式,提出了一种完全市场化的可再生能源激励机制,以此促进可再生能源的消纳。
本文首先研究了分散式电力市场的体系结构,在所提分散式电力市场模式下,对电力市场的分布式优化算法进行了分析和选取;然后,在分散式电力市场的体系结构及分布式优化算法基础上,以市场发电成本和碳排放治理成本最小为目标,建立了含可再生能源参与的分散式电力市场出清模型,采用第2章所提的完全分布式的共识新息算法进行模型求解;最后,设计了可再生能源出力-通证兑换机制,并建立考虑电价不确定性的发电商行为决策模型,通过对发电商行为决策模型的优化求解,验证了所提通证激励机制的有效性。本文所完成的主要工作如下:
对分散式电力市场的体系结构适用于分散式电力市场的分布式方法进行了研究。引入通证的概念,提出了促进可再生能源消纳的通证激励机制,并提出建立用于通证流通和交易的通证市场,建立了包含通证市场和电力市场的分散式电力市场结构体系。分析了交替方向乘子法和共识新息算法两种分布式优化算法,并在经典的电力系统经济调度问题上对两种分布式算法的性能进行了对比,对比算例表明共识新息算法具有更快的求解速度,更加适合于分散式电力市场的优化求解。
建立了含可再生能源的分散式电力市场出清模型。考虑到可再生能源出力的随机性和波动性,含可再生能源发电商将可再生能源和火电以一定的比例参与电力市场,建立含可再生能源的分散式电力市场的出清模型,并采用共识新息算法对模型进行分布式求解,最后在某地区电网进行了算例的分析与验证,仿真结果表明所用的分布式算法具有适用性和鲁棒性,同时也说明了不同可再生能源的上网比例对市场出清有着一定的影响。
建立了基于通证激励的含可再生能源发电商决策模型。设计了可再生能源出力和通证的兑换机制,建立了通证的价格模型,采用场景概率的方法对可再生能源出力不确定性进行建模,利用信息差距决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)对电价的不确定性进行建模,建立了在通证激励机制下考虑电价不确定性的含可再生能源发电商行为决策模型。通过在第3章所述某地区电网上对所设计激励机制进行仿真验证,仿真结果表明基于通证的激励机制能够有效地激励含可再生能源发电商更多地采用可再生能源发电,在电价不确定性情况下,含可再生能源发电商进一步增加可再生能源出力,进一步地验证了通证激励机制的有效性。
本文首先研究了分散式电力市场的体系结构,在所提分散式电力市场模式下,对电力市场的分布式优化算法进行了分析和选取;然后,在分散式电力市场的体系结构及分布式优化算法基础上,以市场发电成本和碳排放治理成本最小为目标,建立了含可再生能源参与的分散式电力市场出清模型,采用第2章所提的完全分布式的共识新息算法进行模型求解;最后,设计了可再生能源出力-通证兑换机制,并建立考虑电价不确定性的发电商行为决策模型,通过对发电商行为决策模型的优化求解,验证了所提通证激励机制的有效性。本文所完成的主要工作如下:
对分散式电力市场的体系结构适用于分散式电力市场的分布式方法进行了研究。引入通证的概念,提出了促进可再生能源消纳的通证激励机制,并提出建立用于通证流通和交易的通证市场,建立了包含通证市场和电力市场的分散式电力市场结构体系。分析了交替方向乘子法和共识新息算法两种分布式优化算法,并在经典的电力系统经济调度问题上对两种分布式算法的性能进行了对比,对比算例表明共识新息算法具有更快的求解速度,更加适合于分散式电力市场的优化求解。
建立了含可再生能源的分散式电力市场出清模型。考虑到可再生能源出力的随机性和波动性,含可再生能源发电商将可再生能源和火电以一定的比例参与电力市场,建立含可再生能源的分散式电力市场的出清模型,并采用共识新息算法对模型进行分布式求解,最后在某地区电网进行了算例的分析与验证,仿真结果表明所用的分布式算法具有适用性和鲁棒性,同时也说明了不同可再生能源的上网比例对市场出清有着一定的影响。
建立了基于通证激励的含可再生能源发电商决策模型。设计了可再生能源出力和通证的兑换机制,建立了通证的价格模型,采用场景概率的方法对可再生能源出力不确定性进行建模,利用信息差距决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)对电价的不确定性进行建模,建立了在通证激励机制下考虑电价不确定性的含可再生能源发电商行为决策模型。通过在第3章所述某地区电网上对所设计激励机制进行仿真验证,仿真结果表明基于通证的激励机制能够有效地激励含可再生能源发电商更多地采用可再生能源发电,在电价不确定性情况下,含可再生能源发电商进一步增加可再生能源出力,进一步地验证了通证激励机制的有效性。