鲁棒优化方法在电力市场风险管理中的应用研究

发布时间：2017-08-11 01:08

  本文关键词：鲁棒优化方法在电力市场风险管理中的应用研究

  更多相关文章： 电力市场 电量分配 风险管理 基于概率的鲁棒优化

【摘要】：电力工业的市场化改革可为电力市场参与者提供多种交易选择,由于各类交易选择的收益风险特性不同,各参与者需要在各个交易选择中合理分配交易电量。而且,近年来为了缓解化石能源消耗和环境恶化问题,风力发电、太阳能发电等新能源发电得到快速发展,风电等新能源发电参与电力市场竞争将成为趋势。然而风电、光伏等新能源发电出力具有随机性和间歇性等特点,大规模新能源进入电力市场,会加剧电力市场价格的波动风险。在此环境下,如何通过设计合理的电量分配策略,来进行有效的风险管理,是电力市场参与者广泛关注的问题之一。在此背景下,本文基于概率鲁棒优化理论,开展了发电商、购电商在双边合同、期权合同和现货市场等交易选择中的电量分配风险决策问题研究,主要工作内容如下:首先,本文介绍了基于概率信息的鲁棒优化方法,表明与其他鲁棒优化方法相比,基于概率信息的鲁棒优化方法充分利用了随机参数的概率分布信息,且全面考虑了决策者的风险规避程度对决策结果的影响。考虑到实际中大多数市场参与者具有风险规避特性,该方法可为电力市场参与者的电量分配决策与风险评估提供新的工具与思路。其次,考虑现货市场电价的不确定性,针对风险回避型的购电商,采用基于概率信息的鲁棒优化方法研究了一种购电决策风险管理技术。采用条件鲁棒成本来描述一定置信水平下购电商在不利情况时的期望购电成本,以最小化条件鲁棒成本作为目标函数,提出了购电商在现货市场、双边合同和看涨期权等交易选择中的电量购买鲁棒决策模型,并将该模型转化为混合整数线性规划问题来进行求解。通过算例仿真验证了模型方法的合理性和有效性。研究表明,购电商对风险的规避程度越大,其鲁棒成本和条件鲁棒成本越高,购电商会减少风险较大的现货交易量,增加风险较小的双边合同和看涨期权交易量来减小风险;现货市场电价波动越大,购电商在风险较小的双边合同和看涨期权市场分配的电量越多,在风险较大的现货市场的电量分配越少。第三,针对风险规避型传统发电商,考虑现货市场电价的不确定性,采用条件鲁棒利润来描述一定置信水平下传统发电商在不利情况下的确保利润,以最大化条件鲁棒利润作为目标函数,提出了发电商在现货市场、双边合同和看跌期权等交易选择中的电量分配鲁棒决策模型,并将该模型转化为混合整数非线性规划问题进行求解。算例分析表明该模型可使发电商在一定置信水平下最大化其确保利润,并可对不同风险规避程度的发电商制定不同的电量分配策略。最后,针对风险规避型风力发电商,考虑现货市场电价和风力发电出力两个不确定性因素,研究了含有两个随机变量的概率鲁棒优化方法。采用条件鲁棒收益来描述一定置信水平下风力发电商在不利情况下的确保收益,以最大化条件鲁棒收益作为目标函数,建立了发电商在现货市场、双边合同和看跌期权等交易选择中的电量分配鲁棒决策模型,并将该模型转化为混合整数线性规划问题来进行求解。基于蒙特卡罗的算例仿真表明了模型和方法的合理性和有效性,并且表明,与发电出力波动风险相比,现货市场的电价波动风险对风力发电商的收益影响更大。
【关键词】：电力市场 电量分配 风险管理 基于概率的鲁棒优化
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F426.61;F272.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 课题的研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外相关研究概况14-24
• 1.2.1 电力市场中常用的风险管理方法15-17
• 1.2.2 电力市场风险管理工具17-22
• 1.2.3 电力市场参与者电量分配策略研究22-23
• 1.2.4 鲁棒优化方法在电力系统领域的应用23-24
• 1.3 论文的主要研究内容24-27
• 第二章 基于概率信息的鲁棒优化理论27-35
• 2.1 引言27-28
• 2.2 基于概率信息的鲁棒优化方法28-34
• 2.2.1 鲁棒利润和条件鲁棒利润28-29
• 2.2.2 基于条件鲁棒利润的鲁棒优化方法29-31
• 2.2.3 鲁棒成本和条件鲁棒成本31-32
• 2.2.4 基于条件鲁棒成本的鲁棒优化方法32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第三章 基于概率鲁棒优化理论的购电商电量分配策略研究35-45
• 3.1 引言35-36
• 3.2 理论模型36-39
• 3.2.1 购电商电量分配的一般模型36-37
• 3.2.2 基于概率鲁棒优化的购电商电量分配模型37-39
• 3.3 算例仿真39-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 基于概率鲁棒优化理论的单一风险下传统发电商电量分配策略研究45-55
• 4.1 引言45-46
• 4.2 理论模型46-50
• 4.2.1 发电商电量分配一般模型46-47
• 4.2.2 基于概率鲁棒优化的发电商电量分配模型47-50
• 4.3 算例仿真50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 基于概率鲁棒优化理论的多风险下风电商电量分配策略研究55-67
• 5.1 引言55-56
• 5.2 理论模型56-60
• 5.2.1 风电商电量分配一般模型56-57
• 5.2.2 基于概率鲁棒优化的风电商电量分配模型57-60
• 5.3 算例仿真60-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-70
• 6.1 总结67-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-75
• 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文75-76
• 致谢76

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本文编号：653503