近期,信息學院青年教師王蘇在工程技術領域TOP期刊《IEEE Transactions on Sustainable Energy》(該期刊簡稱“TSTE”,中科院期刊分區表大類一區,2023年影響因子為8.8)發表學術論文Financial Incentives for Energy Resource Investments in Stochastic Economic Dispatch,北京林業大學為第一完成單位。
隨著電力系統中可再生能源供應的深入滲透,由于預測的不準確性和對實時供需變化的忽略,傳統的確定性經濟調度變得效率低下。近年來,隨機經濟調度成為在高不確定性下對電力市場設計的一個極富前景的調整方向。盡管向清潔能源的過渡是不可避免的,但建立有彈性的能源系統也同樣重要,否則可再生能源發電的高度可變性會威脅到未來電力系統的穩定運行、導致系統運行成本增加。因此,一個有前景的隨機市場設計也應該能夠引導可再生能源和靈活性資源的長期投資,使得兩者在網絡中更好地匹配,從而有利于系統的長期效率,這在現有研究工作中很少涉及。
為填補上述研究空缺,信息學院教師王蘇通過對隨機經濟調度模型的短期和長期性能這兩個角度進行深入研究,在理論上證明了隨機經濟調度模型確實可以提供適當的信號來激勵有效的能源供應投資,有利于電力系統的長期效率。具體來說,一是在短期性能分析方面,從理論上證明了成本回收或收入充足性的短期失敗可以為相應的可調度發電機、可再生發電機或系統運營商提供適當的信號,引導其長期的改造和安裝決策,長遠來看有利于提升系統效率。二是在長期性能分析方面,通過對統計特性的理論分析發現,由于可再生和可調度發電機的長期利潤為其未來投資提供了適當的指導,隨機經濟調度模型的實施可以顯著提高系統的長期效率。

圖1:本文在IEEE 14-bus和118-bus測試系統中的實驗結果圖
該論文以新型電力系統為背景,針對可再生能源高滲透下電力市場機制設計的難點問題進行了創新研究,研究結果為電力系統的長期構建、提升運行穩定性、降低運行成本等方面提供了重要理論支撐。