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《长沙理工大学》 2015年
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计及条件风险价值的电动汽车代理商报价策略研究

杨亚雄  
【摘要】:随着社会经济的不断发展,电力需求的增长与环境污染、能源供给之间的矛盾日益突出。可再生能源的高效利用虽然有利于缓解能源供应的紧张局势,但可再生能源出力的随机性,导致可再生能源接入电网后内部功率可能出现不平衡、电压闪变等一系列问题,对电能质量造成污染。为了缓和电力供需的矛盾,在开发利用可再生能源的同时,通过可控负荷代理商整合地域分散、数目庞大的可控负荷资源,实施需求侧管理,对充分利用电力资源、维持电力系统可靠性具有潜在的研究价值。电动汽车作为需求侧可控负荷,同时也是一种应用前景广阔的绿色交通工具。随着电动汽车在汽车市场投入规模的逐渐扩大,以及先进智能计量基础设施的不断完善。电动汽车代理商是一个通过集中管理数量庞大的电动汽车,并为电动汽车提供参与市场运营和系统调度的中介机构,通过整合电网中地域分散、数量庞大的电动汽车负荷资源,参与电力市场竞价,从而获得最大的经济效益,不仅有利于通过需求侧参与市场竞价的方式实现电力资源的优化配置,而且为我国电力市场改革制定合理的市场竞价规则有一定参考价值,具有重要的研究意义。论文首先分析了电力市场交易模式以及类型,对比了市场竞价机制的优劣,在分析电动汽车充放电原理及模型基础上,提出了通过代理商聚合系统中分散的电动汽车用户参与市场竞价的机制。实现该交易机制所涉及的电力市场包括日前交易市场和实时交易市场,电动汽车代理商根据对竞争对手报价策略的预测,以及代理商所代理电动汽车申报的信息,以电动汽车充放电效益最大为目标制定报价策略。在电动汽车代理商参与电力市场竞价的背景框架下,基于电动汽车代理商的灵活报价,提出了参与电力市场竞价的双层优化模型。通过KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将双层优化模型转化为单层优化模型,采用非线性互补函数将非线性不等式约束转化为等式约束。并通过原对偶内点算法求解模型,最后通过算例对比分析了电动汽车代理商灵活报价与不灵活直接充放电成本,结果表明参与市场竞价有利于电动汽车获得最大效益,验证了论文所提模型的有效性和可行性,为电动汽车参与市场竞价提供了理论基础。基于电动汽车代理商参与市场竞价理论,以及目前存在的日前市场和实时市场联营的交易机制下,综合协调代理商在日前市场上的不灵活报价和实时市场上灵活的增减报价,考虑竞标价格与市场出清价格之间的概率关系,提出了以日前和实时市场条件期望购电成本最小为目标的报价策略模型。该模型充分考虑了日前和实时节点电价的随机特性,并将日前和实时市场竞标量偏差的惩罚项加入到成本函数中,避免负荷侧代理商一味追求竞标利益,在两市场上套利而造成较大的系统功率平衡问题。并将带条件期望的优化问题转换成带条件风险价值(Condition Value at Risk,CVaR)约束的凸优化问题,实现最优解的计算。算例仿真结果验证了所提模型和求解方法的有效性和可行性,显示出报价、成功竞标置信水平、期望成本之间的定量关系。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:F426.61;F426.471

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