客戶側(cè)電力現(xiàn)貨交易模型策略研究

曹瑞峰趙蜜 盧菲菲 侯素穎 趙帆

摘要：針對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的實(shí)時(shí)偏差電量結(jié)算問(wèn)題，引入3種客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，提出了一種實(shí)時(shí)偏差電量管控策略，以調(diào)用客戶側(cè)資源成本最小為目標(biāo)函數(shù)，利用粒子群算法對(duì)該電力現(xiàn)貨交易模型進(jìn)行求解。通過(guò)算例證明了新策略可有效降低實(shí)時(shí)偏差電量管控總成本，并分析了預(yù)測(cè)精度對(duì)實(shí)時(shí)偏差電量管控策略的影響。

關(guān)鍵詞：電力現(xiàn)貨市場(chǎng);客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源;實(shí)時(shí)偏差電量;預(yù)測(cè)精度

0 引言

現(xiàn)貨市場(chǎng)在電力市場(chǎng)中發(fā)揮著極其重要的作用，但當(dāng)出現(xiàn)實(shí)時(shí)偏差電量時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致售電公司利潤(rùn)下降，也可能會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此，應(yīng)盡量避免或減少實(shí)時(shí)偏差電量[1-2]。

現(xiàn)有研究中，文獻(xiàn)[3]計(jì)及用戶需求響應(yīng)，構(gòu)建了雙層售電公司的購(gòu)售電決策模型;文獻(xiàn)[4]利用場(chǎng)景法模擬現(xiàn)貨價(jià)格、電力需求等風(fēng)險(xiǎn)隨機(jī)變量，將售電公司預(yù)期收益最高作為目標(biāo)函數(shù)，以此獲得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與購(gòu)售電業(yè)務(wù)綜合決策模型;文獻(xiàn)[5]將用戶負(fù)荷視為需求響應(yīng)資源，將其作為平衡資源，制訂兩類需求響應(yīng)策略，基于以上策略，提出了平衡市場(chǎng)優(yōu)化交易策略。但現(xiàn)有研究對(duì)于客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源對(duì)實(shí)時(shí)偏差電量的影響這一問(wèn)題鮮有討論。因此，本文針對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的用戶側(cè)允許申報(bào)偏差外收益處理機(jī)制，建立3種客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源模型，提出了一種實(shí)時(shí)偏差電量管控策略。通過(guò)算例證明了新策略可有效降低實(shí)時(shí)偏差電量管控總成本，并分析了預(yù)測(cè)精度對(duì)實(shí)時(shí)偏差電量管控策略的影響。

1 用戶側(cè)允許申報(bào)偏差外收益處理機(jī)制

用戶側(cè)允許申報(bào)偏差外收益處理機(jī)制原理如圖1所示[6]。

4 算例分析

4.1? ? 參數(shù)設(shè)置

算例中的3種客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源包括：4個(gè)客戶側(cè)儲(chǔ)能設(shè)備、4個(gè)可中斷負(fù)荷、6個(gè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷。本文選用的日前與實(shí)時(shí)市場(chǎng)電價(jià)數(shù)據(jù)為2017年的PJM電力市場(chǎng)第3季度的數(shù)據(jù)，其中零售電價(jià)為35美元/（MW·h）[7]。采用最新的機(jī)器學(xué)習(xí)算法輕量級(jí)梯度提升機(jī)[8]對(duì)實(shí)時(shí)市場(chǎng)電價(jià)與負(fù)荷曲線進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，預(yù)測(cè)誤差約為5%。

4.2? ? 實(shí)時(shí)偏差電量管控策略分析

圖2為場(chǎng)景1下的實(shí)時(shí)偏差電量。

由圖2可知，調(diào)整后場(chǎng)景1下的實(shí)時(shí)偏差電量均在允許范圍內(nèi)，且隨著允許偏差比例的增大而增大。

圖3給出了不同場(chǎng)景下的允許偏差比例與實(shí)時(shí)偏差電量管控總成本的關(guān)系。

由圖3可知，在同一允許偏差比例下，場(chǎng)景編號(hào)越大，總成本越高;同時(shí)，在同一個(gè)場(chǎng)景下，所對(duì)應(yīng)的允許偏差比例越小，導(dǎo)致的偏差電量管控所需花費(fèi)的總成本越高。

4.3? ? 敏感性分析

分析場(chǎng)景1下不同的負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差在不同的允許偏差比例下的實(shí)時(shí)偏差電量管控總成本，如圖4所示。

由圖4可知，同一允許偏差比例下預(yù)測(cè)誤差越小，實(shí)時(shí)偏差電量管控總成本越小，且總成本隨著負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的增加而增加。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的實(shí)時(shí)偏差電量結(jié)算問(wèn)題，介紹了用戶側(cè)允許申報(bào)偏差外收益處理機(jī)制，通過(guò)建立客戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源模型，研究實(shí)時(shí)市場(chǎng)下的偏差電量管控策略。本文所做工作具有一定的實(shí)際意義，可為進(jìn)行實(shí)時(shí)偏差電量管控提供指導(dǎo)。

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收稿日期：2021-06-15

作者簡(jiǎn)介：曹瑞峰（1983—），男，陜西榆林人，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事電力營(yíng)業(yè)管理、分布式電源及電廠并網(wǎng)管理、電力市場(chǎng)管理研究等工作。