Externality Value Based Optimal Pricing Method for Energy and Ancillary Service Markets

LIU Shuo; WANG Jianxiao; SONG Yiyang; CHEN Qixin; YANG Zhifang; XIA Qing

doi:10.7500/AEPS20220225014

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Externality Value Based Optimal Pricing Method for Energy and Ancillary Service Markets

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Externality Value Based Optimal Pricing Method for Energy and Ancillary Service Markets
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 21, Pages: 11-19(2022)
- 作者机构：
  
  1.新型电力系统运行与控制全国重点实验室,清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市 100084
  2.北京电力交易中心有限公司,北京市100031
  3.大数据分析与应用技术国家工程实验室,北京大学,北京市 100871
  4.新能源电力系统国家重点实验室,华北电力大学电气与电子工程学院,北京市 102206
  5.重庆大学电气工程学院,重庆市 400044
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U1966204)
- DOI：10.7500/AEPS20220225014
  CLC：
- Received：25 February 2022，
  
  Revised：2022-05-28，
  
  Published Online：07 September 2022，
  
  Published：10 November 2022
- 稿件说明：
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刘硕,王剑晓,宋懿洋等.主辅电力市场外部性价值优化定价方法[J].电力系统自动化,2022,46(21):11-19.

LIU Shuo,WANG Jianxiao,SONG Yiyang,et al.Externality Value Based Optimal Pricing Method for Energy and Ancillary Service Markets[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(21):11-19.
刘硕,王剑晓,宋懿洋等.主辅电力市场外部性价值优化定价方法[J].电力系统自动化,2022,46(21):11-19. DOI： 10.7500/AEPS20220225014.

LIU Shuo,WANG Jianxiao,SONG Yiyang,et al.Externality Value Based Optimal Pricing Method for Energy and Ancillary Service Markets[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(21):11-19. DOI： 10.7500/AEPS20220225014.

摘要

新能源高比例并网对电力系统备用提出了新的要求，需要火电机组提供辅助服务以优化系统运行。然而，广泛应用的边际价格机制难以辨识新能源及负荷的外部性价值、难以辨识火电机组提供的辅助服务价值。为此，采用Vickey-Clarke-Groves（VCG）机制量化市场成员外部性价值，基于替代效益对火电机组提供的辅助服务成本进行精准辨识。为提升VCG机制计算效率，提出基于最优基替换的加速算法，使用对偶单纯形法在初始最优基的基础上进行最优基替换，得到移除发电机组后新问题的最优解。IEEE 57节点系统和IEEE 118节点系统算例的计算结果表明，基于最优基替换的加速算法显著提高了VCG机制的优化计算效率。

Abstract

The high-proportion integration of renewable energy to power grids puts forward the new requirement for the reserve of power systems

which requires the auxiliary services from the thermal power units to optimize the system operation. However

the widely used marginal price mechanism is difficult to identify the value of externalities of new energy and loads and the value of auxiliary services provided by the thermal power units. Therefore

the Vickey-Clerke-Groves (VCG) mechanism is introduced to quantify the externality value of market members and accurately identify the cost of ancillary services provided by thermal power units based on the substitution benefits. In order to improve the computational efficiency of VCG mechanism

the accelerated algorithm based on the optimal base replacement is proposed

which uses the pairwise simplex method to replace the optimal base based on the initial optimal base

and obtains the optimal solution of the new problem after removing the generator units. The computational results of the IEEE 57-bus system and IEEE 118-bus system cases show that the accelerated algorithm based on the optimal base replacement significantly improves the optimal computational efficiency of the VCG mechanism.

关键词

Keywords

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