多市场联合交易理论概述
- 电力市场发展：我国已形成“中长期-现货-辅助服务”多时间尺度协同出清的复杂市场格局，综合能源系统需突破传统单一市场交易路径，向跨市场联合优化与全局价值协同的交易决策体系演进。
- 中长期市场交易：包括集中交易（集中竞价、滚动撮合、挂牌交易）和双边协商交易，市场主体申报交易意向，交易平台撮合匹配成交。
- 现货市场交易：包括日前市场和实时市场，日前市场提前一天确定次日电力电量平衡，实时市场反映超短期资源稀缺与系统堵塞程度。
- 辅助服务市场交易：提供调峰、调频、备用等服务，当前主要参与调峰市场和调频市场。
综合能源系统“中长期+现货”交易决策
- 联合交易决策框架：将中长期交易策略与现货交易成本置信区间关联，形成面向长时间尺度的联合交易优化决策模型。
- 联合交易策略优化：
- 中长期合约分解方法：包括全网典型曲线、全天平均曲线、高峰时段曲线、自定义分解曲线。
- 市场偏差结算方法：构建涉及中长期、日前市场的量-价差额结算规则，计算用户电费。
- 中长期+现货交易决策模型：基于挂牌竞价交易模式，利用CCHP、风、光热及储能跨时段转移能量，降低偏差电量，优化日前最优购电量。
- 案例分析：
- 中长期交易策略场景：模拟不同中长期合约覆盖率（70%、80%、90%）对交易成本与风险对冲的影响。
- 现货电价不确定性分布：考虑最佳、平均、最差三种现货电价随机情景，预测偏差率分别为5%、10%、15%。
- 联合交易策略分析：中长期市场交易90%，现货市场交易10%效果最优，降低成本5.29%-5.79%。
综合能源系统“现货+辅助服务”交易决策
- 交易决策框架：考虑电力消费开展短时间尺度日级的多市场联合交易决策，引入多级范数模拟与风险规避模型，对冲多重不确定性风险。
- 资源特性与市场匹配关系：用户侧灵活资源在时域响应、调节精度及电量支撑能力上存在差异，需有效组合利用提升资源利用效果。
- 考虑多重不确定性的交易决策模型：
- 不确定性来源：源荷供需不确定性、现货市场交易价格不确定性、容量备用交易时段与价格不确定性。
- 不确定性仿真与优化方法匹配：基于Wasserstein距离度量源荷不确定性，基于IGDT风险回避模型解决现货交易价格不确定性，基于偏态分布实现辅助服务市场价格的不确定性仿真，基于IGDT机会收益模型解决辅助服务市场不确定性。
- 不确定性优化框架：基于风险-机会联合决策，融合三种不确定性优化方法，构建典型场景模拟下基于IGDT风险-机会融合的多市场联合交易优化架构。
- 不确定性优化模型：构建基于成本的风险优化目标以及基于辅助服务能力的机遇优化目标，通过双目标求解实现max-min问题求解。
- 案例应用：
- 现货+容量备用联合交易：现货交易总量、容量备用申报量与系统变动成本呈正相关，优化后提升灵活性调节能力27.52%，降低调控成本26.15%。
- 现货+调峰联合交易：调峰能力与成本间处于互斥状态，优化后系统调节能力提升，但运行成本增加。
综合能源系统内部多主体交易理论研究
- 优化框架：根据博弈条件选择适合的博弈方式，如“主从博弈”或“合作博弈”。
- 主从博弈模型：
- 领导者决策优化模型：综合能源系统运营商（IEO）设定能源交易价格，最大化自身利润，保障内部多主体利益。
- 跟随者决策优化模型：内部多主体响应IEO价格策略，优化交易行为，通过电、热需求响应降低负荷峰谷差。
- 合作博弈模型：
- 合作博弈优化框架与模型：总成本最小、碳排放最少，统筹整合多源资源与优化输配策略，实现合作联盟整体经济效益最大化。
- 合作博弈利益分配方法：基于边际贡献的收益分配机制，引入Shapley值法与核仁法，精准测度各参与主体对系统整体效能提升的边际增量价值。
- 交易优化案例：
- 主从博弈结果：IEO能源优化价格在高峰时段达到顶峰，多主体运行成本与碳排放呈现相互制约的帕累托前沿。
- 合作博弈结果：系统以总成本与碳排放最小化为双目标求解最优调度方案，基于该方案实现合作利润的公平合理分配。
