基于投资组合理论的风光储场站参与多时间尺度电力现货市场的出力分配优化方法

摘要

随着中国电力现货市场的发展及“双碳”目标的提出，风光储场站参与电力现货市场已成为主流趋势。为了考虑市场价格波动与风光出力不确定性对风光储场站出力分配的影响，本文从经济学引入投资组合理论作为收益和风险的权衡工具，提出了风光储场站参与日前、日内、实时市场的出力分配方法，使风光储场站获得最大化收益的同时承担最小的风险。首先，考虑风光出力不确定性，基于日前、日内、实时市场的电价构建了多时间尺度的收益模型。然后，采用历史电价数据的方差与协方差来描述市场风险及其相关性，考虑风光储场站内部能量的协同调控，构建了以场站的收益最大、风险最小为目标函数的出力分配优化模型。最后，通过增广拉格朗日乘子法对问题进行求解，获得了风光储场站参与电力现货市场的最优出力分配。对市场风险、场站最优出力分配、风险规避指数灵敏度与计算效率进行算例分析。结果表明：市场电价与风险之间存在着较强的相关性；使用本文方法后的场站收益比参与单一市场可以提高13.3%，风险可以降低84.1%；随着风险规避程度的增加，场站会降低高风险市场的参与度；本文算法具有较高的计算效率。因此，通过本文的优化方法，风光储场站可以根据不同市场的风险与预期收益有选择性地参与市场，并按照自身风险规避程度实现收益的最大化与风险的最小化。

关键词

投资组合理论 / 风光储场站 / 出力分配 / 风险规避