一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法

本发明涉及电力市场竞价领域，具体涉及一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法。

背景技术：

1、随着风力发电等新兴技术的发展和成熟，传统能源正逐渐被风能等新能源所取代。然而，风电出力的不确定性给风电机组在电力市场中的竞价带来了挑战。风电机组和储能的联合运行可以减少风电出力的偏差，从而推动一些发电公司将风电机组和储能作为一个整体参与电力市场竞价。

2、风-储联合系统协调运行风电机组和储能，降低了风电出力的不确定性。考虑到储能的灵活爬坡特性，在电力市场中风-储联合系统不仅可以在能量市场售电，还可以提供调频服务和提供灵活爬坡产品。但是相比于储能单独在多市场中竞价，风-储联合系统的竞价不仅受到市场电价波动的影响，还需要考虑风电出力偏差。这些不确定因素使风-储联合运营商更难确保其竞价的收益。由于预测存在的误差，在最差的场景下风-储联合运营商的实际收益甚至远低于预期。因此，研究计及电价和风电出力不确定性风险的风-储联合运营商多市场竞价策略具有重要的意义。

3、随机优化方法常被用来求解不确定性问题，但该方法存在的一个难点是模型仿真时需要较精确地知道概率分布函数，而在实际应用中有时可能很难估计。为了更好地对不确定性问题建模，将分布鲁棒优化方法应用到电力系统的优化问题求解中。与常用的随机优化方法相比，所提分布鲁棒优化方法可以以损失较少的收益为代价来降低更多的风险。因此对于风险厌恶型的风-储联合运营商，可以采用分布鲁棒优化方法来获得更保守的竞价策略。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，采用分布式鲁棒优化方法使模型对不确定因素，即电价和风电出力的分布误差具有鲁棒性；同时，即使使用少量的数据样本，该方法也是有效的。采用基于对偶理论的模型变换方法，可将复杂的极小-极大优化问题转化为半正定规划问题，使得模型是可解的。最终，利用实际的电力市场数据和风电出力数据，验证了该方法的有效性。此外，算例还从市场参与者的角度分析了灵活爬坡产品定价的影响，为系统运营商未来的市场规则制定提供了参考。

2、一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，根据各电力市场电价和风电出力的不确定性，为确保风-储联合运营商在最差场景下也能够获得一定的收益，建立一种风-储联合运营商竞价策略优化的分布鲁棒优化模型；分布鲁棒优化模型用含不确定矩的均值向量和协方差矩阵计及了各市场电价的波动情况、风电出力的不确定性以及不同随机变量之间的相关关系，风电竞价时段的申报功率与实际出力的偏差将由储能进行补偿，以减少实时对偏差惩罚，基于对偶理论将建立的分布鲁棒优化模型转化为可解的半正定问题；

3、其中，所述各电力市场包括日前能量市场、调频市场、灵活爬坡市场和点对点输电权市场；

4、所述分布鲁棒优化模型，包括风-储联合运营商多市场竞价的目标函数和风-储联合系统的物理约束。

5、本发明采用分布鲁棒优化方法构建了计及风险的风-储联合运营商多市场竞价策略优化模型。风-储联合运营商将包括日前能量市场、调频市场、灵活爬坡市场和点对点输电权市场在内的多个市场。采用均值向量和协方差矩阵作为不确定矩，计及了市场电价和风电出力的不确定性以及不同市场电价之间的相关关系。所建立的分布鲁棒优化模型可转化为可解的半正定问题。与常用的随机优化方法相比，所提分布鲁棒优化方法可以以损失较少的收益为代价来降低更多的风险。因此对于风险厌恶型的风-储联合运营商，可以采用分布鲁棒优化方法来获得更保守的竞价策略。

技术特征：

1.一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，其特征在于，根据各电力市场电价和风电出力的不确定性，为确保风-储联合运营商在最差场景下也能够获得一定的收益，建立一种风-储联合运营商竞价策略优化的分布鲁棒优化模型；分布鲁棒优化模型用含不确定矩的均值向量和协方差矩阵计及了各市场电价的波动情况、风电出力的不确定性以及不同随机变量之间的相关关系，风电竞价时段的申报功率与实际出力的偏差将由储能进行补偿，以减少实时对偏差惩罚，基于对偶理论将建立的分布鲁棒优化模型转化为可解的半正定问题；

2.根据权利要求1所述的风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，其特征在于，所述目标函数以风-储联合运营商在最差的电价和风电出力分布下能够最大化预期收益的竞价策略为目标，通过最小化负收益来实现最大化收益，表达式如下：

3.根据权利要求1所述的风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，其特征在于，所述风-储联合系统的物理约束，包括：充/放电功率约束和荷电状态约束；

4.根据权利要求1所述的一种风-储联合运营商参与多市场竞价策略方法，其特征在于，所述转化包括目标函数的转化方法和约束的转化方法；

技术总结
本发明公开了一种风‑储联合运营商参与多市场竞价策略方法，根据日前能量市场、调频市场、灵活爬坡市场和点对点输电权市场中电价的不确定性和风电预测出力与实际出力的偏差，建立风‑储联合运营商日前竞价决策和实时能量补偿的两阶段联合优化模型，并构建计及各市场电价信息的矩不确定模糊集；根据分布鲁棒优化方法确保风‑储联合运营商在最差场景下竞价收益的最大化，基于对偶理论将分布鲁棒优化模型转化为可解的半正定问题。本方法模型能够有效地解决风‑储联合运营商在最差电价和风电出力分布下的收益问题。

技术研发人员：马洪艳,黄晨洋,顾归,严正
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15