计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

于旭光; 李刚; 李亚鹏; 程春田; 王帮灿

doi:10.7500/AEPS20210422001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型
- Day-ahead Market Bidding Model for Cascade Hydropower Stations Considering Price Risk and Contract for Price Difference
- 电力系统自动化 2022年46卷第5期页码：62-70
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学水电与水信息研究所,辽宁省大连市 116024
  2.昆明电力交易中心有限责任公司,云南省昆明市 650200
- 作者简介：
  
  于旭光(1992—)，男，博士，主要研究方向：清洁能源电力市场、水电优化调度、电力市场营销等。E-mail：yuxuguang@mail.dlut.edu.cn
  李刚(1979—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力市场、电力系统经济运行等。E-mail：glee@dlut.edu.cn
  李亚鹏(1988—)，男，博士研究生，主要研究方向：清洁能源电力市场、大规模水电调度、分布式人工智能。E-mail：liyapeng@mail.dlut.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51879030)
- DOI：10.7500/AEPS20210422001
  中图分类号：
- 收稿：2021-04-22，
  
  修回：2021-10-21，
  
  网络出版：2021-12-02，
  
  纸质出版：2022-03-10
- 稿件说明：
移动端阅览
于旭光,李刚,李亚鹏等.计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型[J].电力系统自动化,2022,46(5):62-70.

YU Xuguang,LI Gang,LI Yapeng,et al.Day-ahead Market Bidding Model for Cascade Hydropower Stations Considering Price Risk and Contract for Price Difference[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):62-70.
于旭光,李刚,李亚鹏等.计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型[J].电力系统自动化,2022,46(5):62-70. DOI： 10.7500/AEPS20210422001.

YU Xuguang,LI Gang,LI Yapeng,et al.Day-ahead Market Bidding Model for Cascade Hydropower Stations Considering Price Risk and Contract for Price Difference[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):62-70. DOI： 10.7500/AEPS20210422001.

摘要

在电力现货市场试点建设的背景下，如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场，提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度，考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价，以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性，并引入条件风险价值作为风险评估指标，以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标，通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后，以某梯级水电站进行模拟仿真，算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。

Abstract

In the background of pilot construction for electricity spot markets

how to closely combine the market mode and trading rules to decide spot market trading is an urgent problem to be solved for cascade hydropower stations. For the centralized electricity market

a day-ahead market step-wise bidding model for cascade hydropower stations considering the price risk and the contract for price difference is proposed. The bidding model is coupled with the short-term optimal dispatch of cascade hydropower stations and considers the short-term operation constraints and step-wise bidding curve requirements. Based on the settlement rules of the contract for price difference

the bidding of the day-ahead electricity market is decided to give full play to the role of contract for price difference in avoiding risks. The stochastic electricity price scenarios are used to simulate the uncertainty of day-ahead market prices and the conditional value at risk (CVaR) is introduced as the risk assessment indicator. Taking the objective of maximizing the comprehensive utility of the risks and profits for cascade hydropower stations

the coordination of the two is achieved through risk preference factors. Finally

two cascade hydropower stations are taken as an example and the results of calculation examples and analysis verify the rationality and effectiveness of the proposed model.

关键词

Keywords

references

陈启鑫，房曦晨，郭鸿业，等 . 电力现货市场建设进展与关键问题［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 6 ）： 3 - 15 .

CHEN Qixin ， FANG Xichen ， GUO Hongye ， et al . Progress and key issues for construction of electricity spot market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 3 - 15 .

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 .

路轶，胡晓静，孙毅，等 . 适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 162 - 170 .

LU Yi ， HU Xiaojing ， SUN Yi ， et al . Design and practice of electricity spot market mechanism adapting to characteristics of high proportional hydropower ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 162 - 170 .

黄润，戴晓娟，赖晓文，等 . 云南电力现货市场建设的关键问题探究［J］. 云南电力技术， 2020 ， 48 （ 6 ）： 42 - 47 .

HUANG Run ， DAI Xiaojuan ， LAI Xiaowen ， et al . Research on the key problems of Yunnan electric spot market construction ［J］. Yunnan Electric Power ， 2020 ， 48 （ 6 ）： 42 - 47 .

STEEGER G ， BARROSO L A ， REBENNACK S . Optimal bidding strategies for hydro-electric producers： a literature survey ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 4 ）： 1758 - 1766 .

张验科，刘源，纪昌明，等 . 考虑水流时滞的梯级水电站水库群短期发电优化调度［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 6 ）： 45 - 51 .

ZHANG Yanke ， LIU Yuan ， JI Changming ， et al . Short-term generation optimization dispatch of cascade hydropower station reservoirs considering time-lag of water flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 6 ）： 45 - 51 .

陈森林，梁斌，李丹，等 . 水电机组定负荷的发电流量递推计算方法及应用［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 1 ）： 219 - 226 .

CHEN Senlin ， LIANG Bin ， LI Dan ， et al . Derivation and application of recursive calculation method for hydro-unit generating flow under constant load ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 1 ）： 219 - 226 .

李亚鹏，赵志鹏，于申，等 . 计及风险的多尺度电力市场下梯级水电月度发电计划制定方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 8 ）： 2525 - 2535 .

LI Yapeng ， ZHAO Zhipeng ， YU Shen ， et al . Risk constrained monthly generation scheduling of cascade hydropower plants in multiple time scale markets ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 8 ）： 2525 - 2535 .

南方能源监管局、广东省经济和信息化委、广东省发展改革委 . 关于征求南方（以广东起步）电力现货市场系列规则意见的通知［EB/OL］.［ 2018-08-31 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do？pk=402881e56579be6301658d99ac57001f http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e56579be6301658d99ac57001f .

Southern Energy Regulatory Bureau， Guangdong Provincial Economic and Information Technology Commission， Guangdong Provincial Development and Reform Commission . Opinions on soliciting a series of rules for the southern （starting from Guangdong） power spot market ［EB/OL］. ［ 2018-08-31 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do？pk=402881e56579be6301658d99ac57001f http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e56579be6301658d99ac57001f .

四川省经济和信息化厅 . 四川电力现货市场建设试点方案及相关实施细则（模拟试运行征求意见稿）［EB/OL］.［ 2019-06-11 ］. http：//www.sc.gov.cn/10462/10771/10795/12400/2019/6/11/b7f7cfdb212b4e0b9f45f6b4d27d57de.shtml http://www.sc.gov.cn/10462/10771/10795/12400/2019/6/11/b7f7cfdb212b4e0b9f45f6b4d27d57de.shtml .

Sichuan Provincial Department of Economy and Information Technology . Pilot scheme for the construction of Sichuan power spot market and relevant implementation rules （draft for comments on simulated trial operation）［EB/OL］. ［ 2019-06-11 ］. http：//www.sc.gov.cn/10462/10771/10795/12400/2019/6/11/b7f7cfdb212b4e0b9f45f6b4d27d57de.shtml http://www.sc.gov.cn/10462/10771/10795/12400/2019/6/11/b7f7cfdb212b4e0b9f45f6b4d27d57de.shtml .

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 .

AASGÅRD E K ， FLETEN S E ， KAUT M ， et al . Hydropower bidding in a multi-market setting ［J］. Energy Systems ， 2019 ， 10 （ 3 ）： 543 - 565 .

徐刚，马光文，涂扬举 . 蚁群算法求解梯级水电厂日竞价优化调度问题［J］. 水利学报， 2005 ， 36 （ 8 ）： 978 - 981 .

XU Gang ， MA Guangwen ， TU Yangju . Optimal operation of cascade hydropower plants in competitive electricity market based on ant colony algorithm ［J］. Journal of Hydraulic Engineering ， 2005 ， 36 （ 8 ）： 978 - 981 .

张玉山，李继清，纪昌明，等 . 市场环境下水电系统短期预发电计划问题研究［J］. 水电自动化与大坝监测， 2004 （ 5 ）： 1 - 3 .

ZHANG Yushan ， LI Jiqing ， JI Changming ， et al . Study on preliminary short-term generation schedule of hydroelectric system under market environment ［J］. Hydropower Automation and Dam Monitoring ， 2004 （ 5 ）： 1 - 3 .

CONEJO A J ， ARROYO J M ， CONTRERAS J ， et al . Self-scheduling of a hydro producer in a pool-based electricity market ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2002 ， 17 （ 4 ）： 1265 - 1272 .

刘治理，马光文，岳耀峰 . 电力市场下的梯级水电厂短期预发电计划研究［J］. 继电器， 2006 ， 34 （ 4 ）： 46 - 48 .

LIU Zhili ， MA Guangwen ， YUE Yaofeng . Study on preliminary short-term generation schedule of cascaded hydropower plants under power market ［J］. Relay ， 2006 ， 34 （ 4 ）： 46 - 48 .

练继建，马超 . 市场竞价下梯级水电站短期优化调度研究［J］. 水力发电学报， 2007 ， 26 （ 4 ）： 16 - 21 .

LIAN Jijian ， MA Chao . Short-term optimal dispatching of cascade hydropower stations in competitive power market ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering ， 2007 ， 26 （ 4 ）： 16 - 21 .

张粒子，刘方，许通，等 . 多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 27 - 33 .

ZHANG Lizi ， LIU Fang ， XU Tong ， et al . Self-scheduling bidding strategy for downstream station in day-ahead market with participation of multi-operator cascade hydropower stations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 27 - 33 .

刘红岭，张焰，蒋传文，等 . 采用动态风险管理方法的水电站短期优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2012 ， 32 （ 19 ）： 74 - 80 .

LIU Hongling ， ZHANG Yan ， JIANG Chuanwen ， et al . Short-term optimal hydro scheduling based on dynamic risk management ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 （ 19 ）： 74 - 80 .

徐刚，马光文 . 计及电价风险的水电站短期优化调度［J］. 中国农村水利水电， 2006 （ 1 ）： 91 - 92 .

XU Gang ， MA Guangwen . Short-term optimal regulation of hydropower plant with electricity price risk constraints ［J］. China Rural Water and Hydropower ， 2006 （ 1 ）： 91 - 92 .

马建军，伍永刚 . 能量市场和AGC市场中水电优化调度及风险评估［J］. 水电自动化与大坝监测， 2006 （ 4 ）： 1 - 4 .

MA Jianjun ， WU Yonggang . Short-term coordinative dispatching and risk assessment for hydropower plants in energy and AGC market ［J］. Hydropower Automation and Dam Monitoring ， 2006 （ 4 ）： 1 - 4 .

刘嘉佳，刘俊勇，帅颖，等 . 计及动态一致性风险度量的水电短期优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 10 ）： 94 - 99 .

LIU Jiajia ， LIU Junyong ， SHUAI Ying ， et al . Short-term optimal regulation of hydropower plants with dynamic coherent risk measures ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 10 ）： 94 - 99 .

YUAN X H ， WANG Y Y ， XIE J ， et al . Optimal self-scheduling of hydro producer in the electricity market ［J］. Energy Conversion and Management ， 2010 ， 51 （ 12 ）： 2523 - 2530 .

武云霞，刘俊勇，刘继春 . 现货交易中水电公司竞价上网研究［J］. 水电能源科学， 2005 ， 23 （ 6 ）： 75 - 77 .

WU Yunxia ， LIU Junyong ， LIU Jichun . Optimal hydro bidding decision analysis in day-ahead market ［J］. Hydroelectric Energy ， 2005 ， 23 （ 6 ）： 75 - 77 .

伍永刚，高英 . 一种基于预测电价的水电站报价方法研究［J］. 电工技术学报， 2004 ， 19 （ 9 ）： 90 - 94 .

WU Yonggang ， GAO Ying . Case study of bidding strategy based on forecasted electricity market prices for hydropower plants ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2004 ， 19 （ 9 ）： 90 - 94 .

CATALÃO J P S ， POUSINHO H M I ， CONTRERAS J . Optimal hydro scheduling and offering strategies considering price uncertainty and risk management ［J］. Energy ， 2012 ， 37 （ 1 ）： 237 - 244 .

AASGÅRD E K ， NAVERSEN C Ø ， FODSTAD M ， et al . Optimizing day-ahead bid curves in hydropower production ［J］. Energy Systems ， 2018 ， 9 （ 2 ）： 257 - 275 .

骆子雅，季天瑶，荆朝霞，等 . 电力差价合约机制设计与应用［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2743 - 2751 .

LUO Ziya ， JI Tianyao ， JING Zhaoxia ， et al . Design and application of contract for difference in electricity market ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2743 - 2751 .

卫志农，陈妤，黄文进，等 . 考虑条件风险价值的虚拟电厂多电源容量优化配置模型［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 4 ）： 39 - 46 .

WEI Zhinong ， CHEN Yu ， HUANG Wenjin ， et al . Optimal allocation model for multi-energy capacity of virtual power plant considering conditional value-at-risk ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 4 ）： 39 - 46 .

周任军，姚龙华，童小娇，等 . 采用条件风险方法的含风电系统安全经济调度［J］. 中国电机工程学报， 2012 ， 32 （ 1 ）： 56 - 63 .

ZHOU Renjun ， YAO Longhua ， TONG Xiaojiao ， et al . Security economic dispatch in wind power integrated systems using a conditional risk method ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 （ 1 ）： 56 - 63 .

DAHLGREN R ， LIU C C ， LAWARREE J . Risk assessment in energy trading ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2003 ， 18 （ 2 ）： 503 - 511 .

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 .

王壬，尚金成，周晓阳，等 . 基于条件风险价值的购电组合优化及风险管理［J］. 电网技术， 2006 ， 30 （ 20 ）： 72 - 76 .

WANG Ren ， SHANG Jincheng ， ZHOU Xiaoyang ， et al . Conditional value at risk based optimization of power purchasing portfolio in multiple electricity markets and risk management ［J］. Power System Technology ， 2006 ， 30 （ 20 ）： 72 - 76 .

ROCKAFELLAR R T ， URYASEV S . Optimization of conditional value-at-risk ［J］. The Journal of Risk ， 2000 ， 2 （ 3 ）： 21 - 41 .

CONEJO A J ， CARRIÓN M ， MORALES J M . Decision making under uncertainty in electricity markets ［M］. Boston， USA ： Springe ， 2010 ： 1 - 26 .

申建建，张秀飞，王健，等 . 求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 34 - 40 .

SHEN Jianjian ， ZHANG Xiufei ， WANG Jian ， et al . Mixed-integer nonlinear programming model for daily load optimization of hydropower plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 34 - 40 .

LIN Y D ， SCHRAGE L . The global solver in the LINDO API ［J］. Optimization Methods and Software ， 2009 ， 24 （ 4/5 ）： 657 - 668 .

HELTON J C ， DAVIS F J . Latin hypercube sampling and the propagation of uncertainty in analyses of complex systems ［J］. Reliability Engineering & System Safety ， 2003 ， 81 （ 1 ）： 23 - 69 .

PJM . Working to perfect the flow of energy ［EB/OL］. ［ 2021-02-15 ］. http：//www.pjm.com http://www.pjm.com .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略

多运营主体梯级水电站参与的日前市场出清模型

计及温控负荷时变特性的电力负荷恢复分布鲁棒随机优化

面向流域水-风-光一体化的梯级水电站关键运行风险识别方法