电力市场中考虑水头约束的抽水蓄能电站竞价模型.pdf

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1、@第203414卷年第77月期电力自动化设备Vo1．34No．7ElectricPowerAutomationEquipmentJu1．2014电力市场中考虑水头约束的抽水蓄能电站竞价模型曾鸣，王睿淳，王良，薛松(华北电力大学能源与电力经济研究咨询中心，北京102206)摘要：结合抽水蓄能电站水库水头与储能之间的关联关系，以及抽水蓄能机组出力的最高、最低限制，确定了机组最优的发电出力投标：在能够预测批发电力市场出清价格的基础上，构建了日前市场、双边合约市场以及辅助服务市场组合模式下的机组参与市场竞价的约束条

2、件：同时引入了市场风险因素，建立了抽水蓄能机组在组合市场模式下的竞价决策模型：引入混沌变量对蚁群算法局部搜索部分进行了改进，并对决策模型进行求解算例分析表明，在电力市场环境下，抽水蓄能电站通过合理安排发电计划和竞价决策能够获得更大的经济效益。关键词：抽水蓄能；组合市场；辅助服务；蚁群算法；竞价；电力市场；风险；混沌理论中图分类号：TM622文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—6047．2014．07．0230引言能机组竞价决策模型首先．考虑抽水蓄能机组水头、机组出力限制的约束．构建

3、了抽水蓄能机组最优发电随着电力工业引入市场竞争．逐步形成了电能市出力决策方法。以及必要的机组运行约束条件；其次，场和辅助服务市场．发电商参与电力市场竞争是电分别构建了日前市场、双边市场和辅助服务市场下的力行业的发展趋势⋯。抽水蓄能是一种响应快速、运决策约束条件．并在模型目标函数中将风险因素进行行方式灵活的电源形式，由于其具有储能、调峰、调了量化：再次，选取了蚁群算法，并引入混沌变量进频等多种功能．因而对于间歇性能源的发展起到了行搜索寻优：最后．以某抽水蓄能电站数据作为算例重要的辅助作用。近年来，随着电力工业

4、重组、市对本文所提出的决策模型进行了验证场机制的引入．围绕不同电力市场环境下抽水蓄能电站参与市场竞争的研究在我国也逐步得到重视1电力市场背景下抽水蓄能电站竞价模型目前．国内外有关抽水蓄能的文献主要是关于抽1．1抽水蓄能电站机组竞价参数水蓄能参与需求侧负荷管理问题、抽水蓄能机组1．1．1整数变量的优化调度或与其他电源形式的联合调度问题[5-7]、抽水蓄能电站不同于一般火电厂或水电站．在电力市场环境下抽水蓄能电站的经济效益评价和研电力系统安全运行的前提下．其定位是在用电需求低究[8-9]抽水蓄能机组参与市场化竞

5、争的研究需要同谷时段抽水“蓄”电．在系统用电高峰时段“放”电。因时考虑机组运行的约束、机组运行出力决策以及市此，在构建模型之前．首先设定如下2个整数变量。场竞价决策等多方面因素．以实现电站市场效益的()E{l，0，一1}i=1，2，⋯，N；t=l，2，⋯，T(1)最大化。文献『lO3结合市场环境下分段竞价的原理．其中，Mi()为抽水蓄能电站运行状态，其值1、0、一1提出基于抽水蓄能电站削峰填谷作用的竞价模型．分别代表电站处于发电状态、闲置状态和泵水状态：但该竞价模型仅考虑了单一的市场模式．不能实现Ⅳ为电站发

6、电机组数量：为运行循环周期内的总时抽水蓄能电站的市场价值最大化；文献fl1．12]分别段数。对抽水蓄能机组参加日前市场、双边合约和辅助服定义每台机组在时段t开始的运行状态为Si(￡)，务市场的竞价策略进行了建模分析．制定了市场化可能出现的运行状态为机组启动、机组停运、其他条件下的竞价策略．但是二者没有涉及对竞价模型(旋转或闲置)3种，则：求解算法的优化。而且这些文献中均未考虑市场环S(￡)={Xi(￡)，yi(￡)}境下的风险因素．因此对于市场化条件下抽水蓄能fx()=l()IIl—l(一1)『l⋯机组的竞

7、价决策问题尚需进行进一步的研究lyi(t_)：IMi(t一1)II1一l(f)II鉴于此．本文提出一种电力市场条件下的抽水蓄其中，Xi()、(￡)取值可为0、1但是不同时取l，则{Xi()，yi(t)}的取值组合可以为{1，0}、{0，1}、{0，0}，收稿日期：2014—02—28；修回日期：2014—06—10分别表示机组处于启动、停运和其他状态。基金项目：国家自然科学基金资助项目(71271082)：国家软科学研究计划(2叭2GXS4BO641．1．2基于水头的水电站最优发电出力的确定Proiects

8、upportedbytheNationalNaturalScienceFoundation抽水蓄能电站的储能量受到水库水头的影响．ofChina(71271082)andtheNationalSoftScienceResearchProgram(2012GXS4B064)这一特征会影响其在电力市场中的竞争策略抽水第7期曾鸣．等：电力市场中考虑水头约束的抽水蓄能电站竞价模型@蓄能电站参与市场竞价时．应保证在每一个时