Bidding Strategy for Frequency Regulation Capacity of Electrolytic Aluminum Loads Oriented to Frequency Regulation Ancillary Service

LIAO Siyang; SI Tianfang; XU Jian; KE Deping; LI Lingfang; CHEN Yixuan

doi:10.7500/AEPS20241202003

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Bidding Strategy for Frequency Regulation Capacity of Electrolytic Aluminum Loads Oriented to Frequency Regulation Ancillary Service

Basic Research | 更新时间：2025-08-05

- Bidding Strategy for Frequency Regulation Capacity of Electrolytic Aluminum Loads Oriented to Frequency Regulation Ancillary Service
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 15, Pages: 54-64(2025)
- 作者机构：
  
  1.交直流智能配电网湖北省工程中心（武汉大学），湖北省武汉市 430072
  2.武汉大学电气与自动化学院，湖北省武汉市 430072
  3.云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心，云南省昆明市 650011
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2023YFB2407300);Science and Technology Project of Yunnan Power Gird Co., Ltd(YNKJXM20222068)
- DOI：10.7500/AEPS20241202003
  CLC：
- Received：02 December 2024，
  
  Revised：2025-05-18，
  
  Published Online：06 June 2025，
  
  Published：10 August 2025
- 稿件说明：
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廖思阳,司甜芳,徐箭等.面向调频辅助服务的电解铝负荷调频容量投标策略[J].电力系统自动化,2025,49(15):54-64.

LIAO Siyang,SI Tianfang,XU Jian,et al.Bidding Strategy for Frequency Regulation Capacity of Electrolytic Aluminum Loads Oriented to Frequency Regulation Ancillary Service[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):54-64.
廖思阳,司甜芳,徐箭等.面向调频辅助服务的电解铝负荷调频容量投标策略[J].电力系统自动化,2025,49(15):54-64. DOI： 10.7500/AEPS20241202003.

LIAO Siyang,SI Tianfang,XU Jian,et al.Bidding Strategy for Frequency Regulation Capacity of Electrolytic Aluminum Loads Oriented to Frequency Regulation Ancillary Service[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):54-64. DOI： 10.7500/AEPS20241202003.

摘要

新能源大规模并网给电力系统的频率稳定带来挑战，亟须挖掘负荷侧可调节资源的调频能力。部分省份发布调频辅助服务规则引导负荷自主申报调频容量参与调频响应。电解铝负荷作为一种典型的高耗能负荷，具备参与电网调频的自动功率控制功能，但缺乏能使其收益最大的容量申报方法，极大地限制了负荷参与调频辅助服务的积极性。为此，文中提出一种面向调频辅助服务规则的电解铝负荷调频容量投标策略。首先，引入电解铝负荷响应自动发电控制（AGC）调频信号的控制方法；然后，分析其功率调控对生产的影响，得出负荷安全生产的功率调控边界与功率调控成本模型；最后，分析中国云南省调频辅助服务规则中的补偿机制，结合调频信号的预测结果，提出满足负荷生产安全和调频市场规则约束的最大化负荷净收益期望值的调频容量投标策略。算例结果表明，采用所提策略进行投标能获得更高的负荷预期收益，从而提升负荷参与调频辅助服务的积极性。

Abstract

The large-scale grid-connection of renewable energy brings challenges to the frequency stability of the power system

and there is an urgent need to explore the frequency regulation capability of adjustable resources on the load side. Some provinces in China have issued frequency regulation ancillary service rules to guide loads to independently declare the frequency regulation capacity to participate in frequency regulation response. As a typical high-energy-consuming load

the electrolytic aluminum load has the automatic power control function to participate in the power grid frequency regulation. However

the lack of a capacity declaration method that can maximize its revenues has greatly restricted the enthusiasm of the load to participate in frequency regulation ancillary services. To this end

a bidding strategy for frequency regulation capacity of electrolytic aluminum loads oriented to frequency regulation ancillary service rules is proposed. First

the control method for electrolytic aluminum loads responding to frequency regulation signals of automatic generation control (AGC) is introduced. Then

the impact of its power regulation on production is analyzed to derive the power regulation boundary and power regulation cost model for the load production safety. Finally

the compensation mechanism in the frequency regulation ancillary service rules of Yunnan Province

China is analyzed. Combined with the prediction results of frequency regulation signals

a bidding strategy for frequency regulation capacity is proposed

in which the expected value of load net revenues can be maximized to meet the constraints of load production safety and frequency regulation market rules. Case results show that the bidding with the proposed strategy can obtain higher expected revenues for loads

thus enhancing the enthusiasm of loads to participate in frequency regulation ancillary services.

关键词

Keywords

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