Two-stage Market Bidding and Scheduling Strategy of Integrated Wind Power and Energy Storage Station in Dual-settlement Mode

Xianglu HE; Suhua LOU; Yaowu WU; Yanjie LIANG; Xing CHEN

doi:10.7500/AEPS20210705005

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Two-stage Market Bidding and Scheduling Strategy of Integrated Wind Power and Energy Storage Station in Dual-settlement Mode

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Two-stage Market Bidding and Scheduling Strategy of Integrated Wind Power and Energy Storage Station in Dual-settlement Mode
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 4, Pages: 47-55(2022)
- 作者机构：
  
  1.强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北省武汉市 430074
  2.中国南方电网电力调度控制中心,广东省广州市 510623
  3.华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院,湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51977087);China Southern Power Grid Company Limited(000000KK52180212)
- DOI：10.7500/AEPS20210705005
  CLC：
- Received：05 July 2021，
  
  Revised：2021-08-26，
  
  Published Online：20 October 2021，
  
  Published：25 February 2022
- 稿件说明：
移动端阅览
何翔路,娄素华,吴耀武等.双结算模式下风储一体化电站两阶段市场投标调度策略[J].电力系统自动化,2022,46(4):47-55.

HE Xianglu,LOU Suhua,WU Yaowu,et al.Two-stage Market Bidding and Scheduling Strategy of Integrated Wind Power and Energy Storage Station in Dual-settlement Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(4):47-55.
何翔路,娄素华,吴耀武等.双结算模式下风储一体化电站两阶段市场投标调度策略[J].电力系统自动化,2022,46(4):47-55. DOI： 10.7500/AEPS20210705005.

HE Xianglu,LOU Suhua,WU Yaowu,et al.Two-stage Market Bidding and Scheduling Strategy of Integrated Wind Power and Energy Storage Station in Dual-settlement Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(4):47-55. DOI： 10.7500/AEPS20210705005.

摘要

随着中国电力现货市场建设进程不断加快，风电等新能源参与现货市场竞争已成为趋势，风储一体化电站作为未来风力发电站的一种发展形式，可以通过合理调控实现最大化收益。基于中国电力现货市场初期，双结算模式和偏差考核长期并存的结算规则，综合考量发电商在日前市场的投标收益以及在实时平衡市场的机会收益，建立了考虑储能寿命影响的风储一体化电站参与日前市场投标模型和实时平衡市场滚动自调度模型，以实现现货市场全出清尺度的决策优化。然后，采用随机-鲁棒相结合的建模方法描述日前、实时电价和风电出力的不确定性以优化决策效果。在此基础上，研究了储能寿命模型、鲁棒控制系数和发电预测能力对收益的影响，算例结果验证了所述模型与方法的有效性。

Abstract

With the accelerating process of electricity spot market construction in China

it has become a trend for renewable energy sources such as wind power to participate in spot market competition. As a development mode of future wind power stations

integrated wind power and energy storage stations can maximize the revenue through reasonable regulation and control. Based on the long-term coexistence of dual-settlement mode and deviation assessment in the early stage of the electricity spot market in China

this paper comprehensively considers the bidding revenue in the day-ahead market and the opportunity revenue in the real-time balance market of power suppliers. Considering the impact of energy storage life

a bidding model in the day-ahead market and a rolling self-dispatching model in the real-time balance market are established with the participation of integrated wind power and energy storage stations

which realize the decision-making optimization of the spot market during all clearing scales. Then

the stochastic-robust modeling method is used to describe the day-ahead and real-time market prices and the uncertainty of the wind power output to optimize decision-making effects. On this basis

the effects of the energy storage life model

robust control coefficient and forecasting capabilities of power generation on the revenue are studied. The case results verify the effectiveness of the proposed model and method.

关键词

Keywords

references

宋永华，包铭磊，丁一，等 . 新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

SONG Yonghua ， BAO Minglei ， DING Yi ， et al . Review of Chinese electricity spot market key issues and its suggestions under the new round of Chinese power system reform ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

武昭原，周明，姚尚润，等 . 基于合作博弈论的风储联合参与现货市场优化运行策略［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2815 - 2824 .

WU Zhaoyuan ， ZHOU Ming ， YAO Shangrun ， et al . Optimization operation strategy of wind-storage coalition in spot market based on cooperative game theory ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2815 - 2824 .

CEREJO A ， MARIANO S J P S ， CARVALHO P M S ， et al . Hydro-wind optimal operation for joint bidding in day-ahead market： storage efficiency and impact of wind forecasting uncertainty ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2019 ， 8 （ 1 ）： 142 - 149 .

MOGHADDAM I G ， NICK M ， FALLAHI F ， et al . Risk-averse profit-based optimal operation strategy of a combined wind farm-cascade hydro system in an electricity market ［J］. Renewable Energy ， 2013 ， 55 ： 252 - 259 .

SÁNCHEZ DE LA NIETA A A ， CONTRERAS J ， MUÑOZ J I . Optimal coordinated wind-hydro bidding strategies in day-ahead markets ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 2 ）： 798 - 809 .

王晛，张华君，张少华 . 风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 3 ）： 155 - 162 .

WANG Xian ， ZHANG Huajun ， ZHANG Shaohua . Game model of electricity market involving virtual power plant composed of wind power and electric vehicles ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 3 ）： 155 - 162 .

德格吉日夫，谭忠富，李梦露，等 . 考虑不确定性的风储电站参与电力现货市场竞价策略［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2799 - 2807 .

DE Gejirifu ， TAN Zhongfu ， LI Menglu ， et al . Bidding strategy of wind-storage power plant participation in electricity spot market considering uncertainty ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2799 - 2807 .

ZHANG Z Y ， ZHANG Y ， HUANG Q ， et al . Market-oriented optimal dispatching strategy for a wind farm with a multiple stage hybrid energy storage system ［J］. CSEE Journal of Power and Energy Systems ， 2018 ， 4 （ 4 ）： 417 - 424 .

LI S M ， PARK C S . Wind power bidding strategy in the short-term electricity market ［J］. Energy Economics ， 2018 ， 75 ： 336 - 344 .

DING H J ， HU Z C ， SONG Y H . Rolling optimization of wind farm and energy storage system in electricity markets ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2015 ， 30 （ 5 ）： 2676 - 2684 .

BANAEI M ， OLOOMI-BUYGI M ， ZABETIAN-HOSSEINI S M . Strategic gaming of wind power producers joined with thermal units in electricity markets ［J］. Renewable Energy ， 2018 ， 115 ： 1067 - 1074 .

郭红霞，高瑞，杨苹 . 基于条件风险价值的微电网现货市场两阶段调度［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2665 - 2674 .

GUO Hongxia ， GAO Rui ， YANG Ping . Two-stage dispatch of microgrid based on CVaR theory under electricity spot market ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2665 - 2674 .

KRISHNAMURTHY D ， UCKUN C ， ZHOU Z ， et al . Energy storage arbitrage under day-ahead and real-time price uncertainty ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 1 ）： 84 - 93 .

李柯江，宋天昊，韩肖清，等 . 计及电价不确定性和损耗成本的储能竞价策略［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 17 ）： 52 - 59 .

LI Kejiang ， SONG Tianhao ， HAN Xiaoqing ， et al . Bidding strategy of energy storage considering electricity price uncertainty and loss cost ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 17 ）： 52 - 59 .

南方能源监管局 . 关于征求南方（以广东起步）电力现货市场系列规则［R］. 广州：南方能源监管局， 2019 .

Southern Energy Regulatory Bureau . Regarding the solicitation of rules for the southern power spot market （starting with Guangdong）［R］. Guangzhou ： Southern Energy Regulatory Bureau ， 2019 .

王荔妍，陈启鑫，何冠楠，等 . 考虑电池储能寿命模型的发电计划优化［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 8 ）： 93 - 100 .

WANG Liyan ， CHEN Qixin ， HE Guannan ， et al . Optimization of generation scheduling considering battery energy storage life model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 93 - 100 .

鲁卓欣，徐潇源，严正，等 . 不确定性环境下数据驱动的电力系统优化调度方法综述［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 21 ）： 172 - 183 .

LU Zhuoxin ， XU Xiaoyuan ， YAN Zheng ， et al . Overview on data-driven optimal scheduling methods of power system in uncertain environment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 21 ）： 172 - 183 .

韩健 . 电价预测模型及其预测方法的研究［D］. 北京：华北电力大学， 2011 .

HAN Jian . Study on electricity price forecasting model and forecasting method ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2011 .

魏韡，刘锋，梅生伟 . 电力系统鲁棒经济调度：（一）理论基础［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 17 ）： 37 - 43 .

WEI Wei ， LIU Feng ， MEI Shengwei . Robust and economical scheduling methodology for power systems： Part one theoretical foundations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 17 ）： 37 - 43 .

李志刚，吴文传，张伯明 . 消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度：（二）不确定集合构建与保守度调节［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 21 ）： 32 - 38 .

LI Zhigang ， WU Wenchuan ， ZHANG Boming . A robust interval economic dispatch method accommodating large-scale wind power generation： Part two uncertainty set modeling and conservativeness adjustment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 21 ）： 32 - 38 .

ZENG B ， ZHAO L . Solving two-stage robust optimization problems using a column-and-constraint generation method ［J］. Operations Research Letters ， 2013 ， 41 （ 5 ）： 457 - 461 .

DING T ， BO R ， GU W ， et al . Big-M based MIQP method for economic dispatch with disjoint prohibited zones ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 2 ）： 976 - 977 .

甘肃电力交易中心 . 甘肃电力现货市场交易实施细则（征求意见稿）［R］. 兰州：甘肃电力交易中心， 2019 .

Gansu Power Exchange Center . Gansu electric power spot market trading implementation rules （draft for comments）［R］. Lanzhou ： Gansu Power Exchange Center ， 2019 .

刘西陲，沈炯，李益国 . 系统边际电价概率分布检验及模型研究［J］. 中国电机工程学报， 2009 ， 29 （ 4 ）： 72 - 77 .

LIU Xichui ， SHEN Jiong ， LI Yiguo . Study on probability distribution and model of system marginal price ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2009 ， 29 （ 4 ）： 72 - 77 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Stochastic Robust Operation Optimization for Park-level Integrated Energy System in Multi-stakeholder Market

Related Author

Suhua LOU

Yaowu WU

Xianglu HE

ZHOU Lihong

YU Hao

LI Peng

WANG Chengshan

Related Institution

State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology (Huazhong University of Science and Technology)

Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education (Tianjin University)

⁰