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聚焦
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中国西北西南电网互联研究
2023,6(4): 341-352 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.001
推动清洁能源大规模开发、建设适应高比例新能源发展的新型电力系统，是实现中国能源绿色低碳转型、构建新型能源体系的重要举措。基于中国西北、西南地区能源资源禀赋、电力系统特点及发展趋势，针对西部清洁能源资源大规模开发外送面临的灵活调节资源匮乏和配置能力不足、电网支撑弱和安全稳定运行风险大等挑战，全面分析了大电网对清洁能源开发、保障电力供应的支撑作用，论证了加强西北、西南电力系统互联的必要性及潜在效益，提出西北-西南联网的潜在需求和技术方案建议，可为促进西北、西南跨区联网，构建中国能源互联网坚强送端提供技术基础，为推动新能源安全高效开发利用和构建新型电力系统提供决策参考。
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“促进新型电力系统建设的市场机制创新”专题
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促进新型电力系统建设的市场机制创新
2023,6(4): 353-354 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.002
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基于前景理论的产消者在本地能源交易中的优化决策
2023,6(4): 355-361 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.003
在低碳政策激励下，分布式能源资源在电力系统中蓬勃发展，使其拥有者成为电力产消者。在这种新形势下，本地能源交易成为促进分布式能源发展的重要手段。为此，提出了一种非合作交易模式，使分布式能源资源可通过参与本地能源交易实现最大化资源利用。新能源的不确定性问题采用条件风险价值 （conditional value at risk，CVaR）建模。在该框架下，产消者在本地能源交易中的行为采用前景理论进行建模，更实际地反映其在本地交易中对盈亏的不同看法，而非假设产消者为完全理性。在此基础上，开发了最优定价算法以帮助其在本地能源交易中利润最大化。采用4个相关算例验证了通过该方法引导产消者的交易行为以实现利润最大化的有效性。
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基于Paillier加密和共识机制的分解协调式算法
2023,6(4): 362-369 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.004
随着能源系统的去中心化程度不断加深，分解协调式算法开始广泛应用于求解能源领域的优化问题。但是，分解协调式算法需要子优化问题向协调层算法上传协调变量，存在隐私泄露的风险，并且协调层自身还存在着信任问题。为了解决这些问题，引入Paillier加密和区块链共识机制，对分解协调式算法进行改进。在分解协调式算法的每次迭代中，各个发电商的出力通过Paillier加密后以密文的形式广播给其他发电商，某个发电商作为领导节点负责根据密文计算出所有发电商的总出力，并将所有密文和总出力打包生成区块后广播给所有发电商。所有发电商都会对区块内容的正确性进行检查，检查通过后将区块加入到账本中，完成分解协调式算法的本次迭代。算例结果证明了该算法中Paillier加密能够保护各个发电商的隐私，共识机制能够防止领导节点恶意篡改区块内容，在发电商间构建信任。
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基于分布鲁棒机会约束优化的电力系统不确定性出清机制
2023,6(4): 370-378 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.005
风电机组的大规模并网使系统的发电容量备用需求激增，由此产生的额外备用成本也理应由风电机组承担。但目前的电力市场机制并没有体现上述原则，在备用成本分摊上存在明显的交叉补贴问题。针对上述问题，以不确定性方差表征功率预测不确定性，构建了基于分布鲁棒机会约束优化的日前经济调度和不确定性出清模型。进一步推导出由发电容量价格和输电容量价格两部分组成的不确定性边际价格，分别对应了对传统机组和对线路的机会成本损失补偿，并理论证明该出清机制收支平衡。通过PJM 5节点系统算例证明了该模型可以有效应对系统中的预测不确定性，确保系统的安全稳定运行，出清价格能有效反映不确定性对系统成本的影响和传统机组在系统不确定性平衡中的作用。
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“双碳”目标下中国综合能源服务的态势辨析与理论架构
2023,6(4): 379-388 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.006
近年来综合能源服务在理论、技术和业态上不断发展，而“双碳”目标对中国综合能源服务提出了新的要求和挑战。因此，“双碳”目标下综合能源服务的发展态势及理论体系需要进一步辨识。首先，通过梳理中国综合能源服务的发展态势及其业态特征，揭示了企业数量与国家碳排放强度及省域GDP呈现较高的相关性；其次，从“物理、信息、价值”的维度，刻画了综合能源服务“三元驱动”的体系架构、理论框架及关键技术，以完善综合能源服务的概念模型；最后，针对一些综合能源服务项目经济效益欠佳的问题，在宏观政策分析的同时，从产业生态、理论技术及增值服务方面对“双碳”目标下中国综合能源服务的发展提出建议。
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基于关键规划参数的电力市场规划体系
2023,6(4): 390-397 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.007
现有电力市场研究主要聚焦电力市场机制优化完善及市场整体框架研究，缺乏从规划视角开展基于关键指标的电力市场规划设计，因此提出基于关键规划参数的电力市场规划体系。首先，结合电力市场可持续、安全和经济性目标，提出开展电力市场规划的关键规划参数；然后，基于电力市场关键规划参数，提出包括调峰辅助服务市场设计、适应新能源发电的中长期交易机制设计、电力现货价格上限机制设计、容量保障机制设计、费用分摊疏导机制设计在内的电力市场规划体系和流程；最后，结合实际案例场景，开展基于关键规划参数的电力市场规划设计。所提的电力市场规划体系，可为各地区电力市场建设和市场运行评估提供参考借鉴。
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基于卖方灵活合同的绿电与绿证中长期联合交易机制及其均衡分析
2023,6(4): 398-405 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.008
提出了一种基于卖方灵活合同的绿电与绿证中长期联合交易机制，聚合商协商达成中长期绿电交易合同，并基于风、光出力预测误差，考虑现货市场交易的影响执行卖方灵活合同交割。同时，聚合商可通过绿证市场交易，完成绿证考核指标。为验证该机制的有效性，进一步构建了聚合商绿电-绿证交易均衡模型，并设计了基于Lp-Box ADMM（alternating direction method of multipliers，交替方向乘子法）的分布式求解算法。通过模拟算例分析，验证了所提方法的有效性并分析了对聚合商交易行为及成本/收益的影响。结果表明所提出的机制可以有效实现聚合商间的中长期绿电与绿证联合交易，促进中长期绿电合同的达成，实现绿电与绿证交易的有效衔接。
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省级电网新能源分阶段市场化规模及路径研究
2023,6(4): 406-416 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.009
为解决新能源市场化的规模及路径问题，着眼于省级电网的现状及市场化边界条件，建立了新能源市场化规模测算模型。首先，考虑各省电网的新能源保障性利用小时数、居民农业保障用电、可再生能源消纳权重等因素，提出了5种新能源市场化边界的测算方法，以确定省级电网的新能源入市边界。在此基础上，建立了新能源最佳入市路径测算模型，以社会总收益最大化为目标，综合考虑新能源市场化所带来的各项收益及成本，在市场化边界内寻求省级电网的新能源市场化最佳规模。从而在电力体制改革的新形势下，保障新能源项目收益，满足市场化边界，有力推动新能源逐步参与电力市场。
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北美容量市场增量拍卖和容量转移权机制及对中国的启示
2023,6(4): 417-427 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.010
保障发电容量充裕度对于电力系统稳定运行至关重要，现有研究对国外成熟容量市场基本容量竞拍多有分析，但其提前3～4 a难以对实际运行的容量需求有准确预计，因此需要采用不间断的增量拍卖（incremental auctions，IA）和与之配套的容量转移权（capacity transfer right，CTR）机制确保实时运行前系统中保有充足的发电容量。通过仿真算例，验证IA市场设计及IA容量需求曲线设计能有效填补系统已知缺额容量，区域间进行容量输送时CTR在受限LDA（constrained locational deliverability areas）容量结算中能够有效对冲位置风险。最后结合中国目前电力市场改革现状，提出中国未来容量市场建设的可行建议。
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考虑风力发电的煤电厂低碳经济优化调度
2023,6(4): 428-436 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.011
碳达峰碳中和目标的确立推动了电力系统降碳脱碳，传统煤电厂同时面临着碳排放成本上升的压力和新能源涌入电力市场的挑战。因此，建立煤电的运行成本模型和风电的投资成本模型，以典型日总收益最大化为目标，构建燃煤-风力发电系统的日前低碳经济优化调度模型，求解得出最大典型日总收益和最佳优化调度方案。旨在通过投资风电的方式帮助煤电厂降低碳排放量和度电成本，提高煤电的市场竞争力。对比分析煤电单独供电、风电优先输出与煤电-风电优化协同出力3种情景的收益与成本，发现煤电-风电优化协同出力情景相比煤电单独供电情景减少了32.59%的煤耗量和32.68%的碳排放量，增加收益35.33万元，收益涨幅约20.43%，相比风电优先输出情景减少了25.67%的爬坡量。该优化调度方案通过协调煤电和风电的出力关系，使煤电、风电优势互补，提升了发电系统的综合效益。
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新型电力系统生产设备智能化管理平台建设关键技术与应用
2023,6(4): 437-444 ,DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.04.012
随着新型电力系统的发展，电网生产设备数量激增，对生产设备的智能化管理需求随之增加。以智能化技术为生产设备管理赋能仍存在数据价值挖掘不充分、算法智能化及扩展性不足、可视化需求迫切等问题。针对上述问题，从多元生产设备数据融合、智能化算法、设备智能化管理三个方面阐述了新型电力系统生产设备智能化管理平台架构，提出了涵盖数据清洗、统计分析、可视化精控的关键技术，根据所提出平台架构与关键技术，建设生产设备智能化管理平台。实际应用效果表明：电网生产设备数据清洗治理、数据统计分析以及数据可视化精控等关键技术的应用，可有效提升账卡物一致率、降低任务逾期数、降低人力投入。
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