Flexibility from Networks of Data Centers: A Market Clearing Formulation with Virtual Links
由大公司拥有和运营的数据中心具有高功耗，并且预计未来会增加。然而，在地理上和时间上转移计算负载的能力可以为电网提供灵活性。我们引入了虚拟链路的概念，以捕捉空间-时间负载的灵活性提供的地理分布的数据中心在市场清算程序。我们表明，虚拟链接抽象适合现有的市场清算框架，可以帮助分析和建立市场设计属性。这一点通过例证性案例研究得到了证明。
2019-10-11 cs.SY eess.SY math.OC
Market Integration of HVDC Lines: Internalizing HVDC Losses in Market Clearing
随着区域超级电网的发展，越来越多的互联由高压直流（HVDC）线路形成。目前，在大多数地区，HVDC损耗在市场运营中不被考虑，导致输电系统运营商（TSO）的额外成本。北欧TSO已经提出在市场出清算法中引入HVDC损耗因子，以考虑损耗成本并避免HVDC在零差价区域之间流动。在本文中，我们介绍了一个严格的框架，以评估引入损耗因子，特别是直流损耗因子，在节点和分区定价市场。首先，我们专注于识别适当的损耗因子。我们提出并比较了三种不同的模型：常数，线性和分段线性。其次，我们介绍配方，包括市场清算算法的损失。进行了一整年的数值检验，我们发现，仅考虑直流或交流损耗可能会导致社会福利在一个不可忽略的时间段内降低。针对这一点，本文介绍了一个框架，包括在区域或节点定价环境中的交流和高压直流输电损耗。我们从理论上和模拟表明，这样的框架是保证增加社会福利。
2020-01-16 math.OC
An Adaptive Tabu Search Algorithm for Market Clearing Problem in Turkish Day-Ahead Market
在这项研究中，我们专注于土耳其日前电力市场的市场出清问题。我们提出了一个数学模型，通过扩展不同的价格区域的各种投标类型。在某些情况下，商业求解器可能无法在给定的时间限制内找到任何可行的解决方案。因此，我们设计了一个自适应禁忌搜索（ATS）算法来解决这个问题。ATS离散化由流量变量产生的连续搜索空间。我们的方法具有自适应半径，它实现了商业求解器的回溯。然后，我们比较了ATS的性能与启发式分解方法从文献中使用合成数据集。我们评估的算法的性能，就其解决方案的时间和盈余的差异。ATS在大多数集合中表现更好。
2018-09-26 math.OC q-fin.TR
Evaluation of Electricity Market Clearing Mechanisms via Reinforcement Learning: Prices, Remuneration and Competitive Dynamics
Polytechnic University of Bari（巴里理工大学）；Regulatory Authority for Energy, Networks and Environment (ARERA)（能源、网络和监管机构）；University of Pisa（比萨大学）
本文通过强化学习评估SPaC机制，发现其在降低价格波动和维持公平激励方面优于PaC和PaB，为市场设计改革提供支持工具。
2026-02-20 math.OC
Distributed Market Clearing Approach for Local Energy Trading in Transactive Market
School of Electrical Engineering and Computer Science, Queensland University of Technology（昆士兰科技大学电气与计算机科学与工程学院）
本文提出了一种用于本地交易市场的能源交易市场清算机制，每个参与者可以作为卖方或买方参与市场并试图最大化自身福利。市场参与者将他们的需求和供应发送到本地数据中心，其中确定清算价格以平衡供需。考虑电网拓扑和相关网络约束，计算数据中心中的价格信号以保持系统安全。所提出的方法仅需要每个参与者的所需/供应功率即可达到全局最优，这意味着效用和成本函数参数将保持私有。此外，该方法通过应用本地市场清算价格作为协调信息和直接负荷流（DLF）进行功率流计算，节省了计算资源，使其适合于拥有大量参与者的市场的在线和自动操作。所提出的方法在50个参与者市场中进行了测试，仿真结果表明收敛性得到保证，并且所提出的分布式方法可以达到传统集中方法相同的结果。
2018-10-26 cs.SY eess.SY math.OC
Uncertainty Marginal Price, Transmission Reserve, and Day-ahead Market Clearing with Robust Unit Commitment
Galvin Center for Electricity Innovation at Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院加尔文电力创新中心）
本文提出不确定性边际电价（UMP）用于定价不确定性和备用容量，结合鲁棒机组启停机制，解决可再生能源渗透带来的不确定性问题，通过仿真验证新概念和清算机制的有效性。
2016-08-02 cs.SY eess.SY math.OC
A New Approach to Electricity Market Clearing With Uniform Purchase Price and Curtailable Block Orders
欧洲市场清算问题的特点是一组异构的订单和规则，迫使启发式和迭代求解方法的实施。特别是，可削减的大宗订单和统一采购价格（UPP）造成了严重的困难。一个区块是一个跨越多个小时的订单，可以完全接受或完全拒绝。UPP规定，所有消费者支付一个共同的价格，即，在所有区域，生产者获得区域价格，区域价格可能因区域而异。在UPP和大宗订单同时存在的情况下，市场清算问题是欧洲背景下的一个主要未决问题。UPP方案导致涉及原始和对偶变量的非线性优化问题，而块命令引入多时间约束和二进制变量的问题。因此，在存在两个块和UPP的市场出清问题可以被视为一个非线性整数规划问题，涉及原始和对偶变量与互补和多时间约束。本文的目的是提出一个非迭代和无约束的方法来解决市场出清问题的存在下，可削减的块订单和UPP。该解决方案是精确的，没有近似到当前市场数据的分辨率水平。通过诉诸一个等效的UPP制定，所提出的方法的结果在一个混合整数线性规划，这是建立从一个非线性整数双层规划问题。使用真实的市场数据的数值结果显示所提出的方法的有效性。该模型已在Python中实现，代码可在公共存储库中免费获得。
2018-06-06 math.OC q-fin.PR
Clearing and Pricing for Coordinated Gas and Electricity Day-ahead Markets Considering Wind Power Uncertainty
天然气和电力系统现在正变得越来越强的耦合。虽然燃气机组（GFU）正在取代退役的燃煤电厂，但电力系统也越来越依赖GFU提供的灵活性，以适应间歇性可再生能源。燃气机组的发电能力取决于天然气资源的供应情况，而天然气资源的供应取决于天然气供应商及其相关管道网络的能力。然而，天然气和电力市场是分开运作的。因此，发电机组实际上要“代表”整个电力系统在天然气市场上投标：它们需要对未来的天然气消耗量作出预测，并承担合同不当或因天然气供应不足而无法满足发电时间表的风险。当面临更大份额的可再生能源和更频繁的天然气网络拥堵时，当前的市场框架尤其不可靠和低效，并且对GFU资产的投资者在经济上也不友好。在本文中，我们试图开发一个框架，可以结合这两个市场。通过对稀缺资源进行适当定价，例如，对于天然气传输容量，联合市场可以在满足需求的同时更有效地分配它们。并考虑到可再生能源带来的不确定性，提出了一个更具前瞻性的日前市场清算框架。本文将介绍所提出的联合市场模型的公式、算法以及一些案例研究。
2016-12-04 math.OC
Clearing time randomization and transaction fees for auction market design
针对定期拍卖中策略性交易者利用累积信息在最后时刻到达从而扰乱市场效率的问题，提出随机化拍卖结束时间和最优设计交易费政策两种补救措施，有效鼓励交易者提前下单并提升市场效率。
2024-10-16 math.OC q-fin.TR
Operationally-Safe Peer-to-Peer Energy Trading in Distribution Grids: A Game-Theoretic Market-Clearing Mechanism
在未来的配电网中，产消者（即，具有存储和/或生产能力的能量消费者）将彼此之间以及与主电网交换能量。为了保证能源交易的高效和安全运行，本文将P2P能源交易市场描述为一个广义聚合博弈模型，其中网络运营商只对系统的运行约束负责。我们设计了一个分布式的市场清算机制，保证收敛到一个经济有效和操作安全的配置（即，变分广义纳什均衡）。IEEE 37总线测试案例的数值研究表明，所提出的方法的可扩展性，并建议积极参与市场是有益的产消者和网络运营商。
2022-03-25 cs.MA cs.SY eess.SY
Market Clearing for Uncertainty, Generation Reserve, and Transmission Reserve--Part II:Case Study
本文基于不确定性、发电备用和传输备用的市场出清问题，通过鲁棒优化框架分析边际价格，并探讨传统备用价格与UMP的对比及市场参与者激励。
2015-07-05 cs.SY eess.SY math.OC
Strategic Bidding in Electricity Markets with Convexified AC Market-Clearing Process
本文提出了一个框架，以解决参与者的战略报价问题，在电力市场清除采用完整的交流最优潮流（ACOPF）问题的制定。传统上，独立系统运营商（ISO）利用直流最优潮流（DCOPF）问题的形式来解决电力市场。这项工作的主要任务是找到什么将是挑战和机遇，如果ISOs杠杆的全部ACOPF的市场出清问题（MCP）？本文提出了一种带均衡约束的易处理的数学规划来求解凸化的AC市场出清问题。市场参与者在考虑发电机组无功调度的同时，通过策略性报价实现利润最大化。通过给出松弛ACOPF问题的对偶形式，获得了平衡约束。与DCOPF相比，基于ACOPF的MCP策略投标问题提高了位置边际价格和市场参与者利润的准确性。结果表明，基于DCOFP的MCP策略报价问题无法模拟无功支持的局限性。所提出的结果显示的情况下，所提出的战略投标方法呈现$52.3\%$更多的利润发电公司（GENCO）比DCOPF为基础的MCP模型。拟议的战略投标框架还解决了耦合的真实和无功功率调度的发电约束，斜坡约束，需求响应的影响与可削减和时间转移的负载，和AC线路流量的限制的挑战。因此，所提出的方法将有助于市场参与者利用更准确的ACOPF模型的战略报价问题。
2022-02-28 cs.SY eess.SY math.OC
A Stochastic Electricity Market Clearing Formulation with Consistent Pricing Properties
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；The University of Chicago Booth School of Business（芝加哥大学布斯商学院）
本文提出一种随机电力市场清算方法，通过引入惩罚项解决日前与实时价格间的偏差问题，证明其在电网中的稳定性，并提出评估其效益的新指标。
2015-10-28 econ.GN math.OC q-fin.EC
On the Viability of Stochastic Economic Dispatch for Real-Time Energy Market Clearing
本文提出随机前瞻调度（SLAD）模型及加速Benders分解方法，在工业规模电网实验中证明其可在5分钟内求解，相比flexiramp产品额外节省50%以上成本，验证了随机经济调度用于实时市场出清的可行性。
2024-10-23 math.OC
Pricing and clearing combinatorial markets with singleton and swap orders: Efficient algorithms for the futures opening auction problem
在这篇文章中，我们考虑的组合市场的估值只为单件和对购买/出售订单交换两个项目在相同的数量。我们提供了一个算法，允许多项式时间的市场出清和定价。结果的背景下，我们的主要应用：期货开盘拍卖问题。期货合约是降低市场风险和交易对手信用风险的重要工具。在期货市场上，这些合约可以在不同的到期日和基础上进行交易。一种常见的对冲策略是将头寸滚动到下一个到期日，但这种策略会带来重大的操作风险。为了解决这一风险，交易所开始提供所谓的期货合约组合，允许交易员交换两个到期日不同的期货合约，或者交换两个基础不同的期货合约。理论上，在这两种情况下，价格都是两份期货合约的差价。然而，特别是在开盘拍卖中，由于次优清算，经常发生价格效率低下的情况，从而导致潜在的套利机会。我们提出了一个最小成本流制定的期货开盘拍卖问题，保证一致的价格。其核心思想是将订单建模为网络中的弧，在两个分层目标的帮助下执行均衡条件，并将这些目标组合成一个加权目标，同时保留双重最优解的价格信息。由此产生的最优化问题可以在多项式时间内求解，并且计算测试建立了适合于生产环境的经验性能。
2017-10-27 math.OC
A Non-Iterative Algorithm for Clearing Two-Layer Energy-Sharing Markets with Voltage Constraints
Tsinghua University（清华大学）；Chongqing University（重庆大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
针对含交流网络约束的双层能源共享市场，提出一种非迭代清算算法，通过推导下层市场的最优响应函数并利用定价耦合结构将双层MPEC转化为单层MISOCP，实现快速求解且满足电压安全约束。
2026-05-22 cs.SY eess.SY math.OC
Pricing in non-convex markets with quadratic deliverability costs
Lehigh University（利哈伊大学）
本文针对含非凸性且需考虑凸二次市场成本的市场，扩展非凸市场定价的开创性结果，通过计算含爬坡成本的经典电力市场出清价格验证方法，为相关市场定价提供解决方案。
2026-08-10 econ.TH math.OC
New Formulations and Pricing Mechanisms for Stochastic Electricity Market Clearing Problem
本文提出随机电力市场出清问题的新公式，通过设计对偶优化问题构建定价机制，在每情景下实现成本回收与有界价格扭曲，并保留长期收益充足性，经数值实验验证。
2023-05-10 cs.SY eess.SY math.OC
Price-Based Market Clearing with V2G Integration Using Generalized Benders Decomposition
School of Mechanical Engineering, Purdue University（普渡大学机械工程学院）
本文提出基于广义弯折分解的混合整数非线性规划方法，解决V2G快速渗透带来的复杂性，并通过案例研究展示其在收敛性和计算效率上的优势。
2018-06-27 cs.SY eess.SP eess.SY
Risk-Aware Control and Optimization for High-Renewable Power Grids
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
电网从化石燃料向可再生能源的过渡对推动其运营的市场清算算法提出了根本性挑战。实际上，负荷的增加的随机性和可再生能源的波动性已经导致预测误差的显著增加，从而影响现有确定性最优化模型的可靠性和效率。RAMC项目旨在研究如何从这种确定性环境转变为风险感知框架，其中明确量化不确定性并将其纳入市场清算优化。风险意识市场清算本身就提出了挑战，主要是从计算的角度来看。本文回顾了RAMC如何实现风险感知的市场清算，并介绍了它在不确定性量化、优化和机器学习方面的一些创新。真实网络上的实验结果。
2022-04-02 cs.LG math.OC
Machine Learning for Electricity Market Clearing
University of Arizona（亚利桑那大学）；New York University（纽约大学）
本文旨在设计一个机器学习孪生的最优潮流（OPF）优化，这是用于电力批发市场的市场出清程序。所提出的方法的动机源于需要获得数字孪生，这是比原来快得多，同时也足够准确，并产生一致的发电调度和位置边际价格（LMP），这是原始和对偶解决方案的OPF优化，分别。基于这种方法的市场出清工具的可用性将使在给定的机组承诺下的多个调度方案的计算易处理的评估。而不是直接解决的OPF，Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件的问题的OPF问题可以写，并在并行的发电机和负载的LMP可以表示在OPF拉格朗日乘子。此外，利用与线路相关的许多拉格朗日乘数将为零（热限制不具有约束力）的实际事实，我们构建并训练了一个ML方案，该方案将灵活的资源（负载和可再生能源）映射到绑定线路，并补充了一个高效的电网感知线性映射，以实现最佳调度和LMP。IEEE模型验证和说明该计划。我们还报告了一个贸易分析之间的质量重建和样本数量需要训练模型。
2022-05-23 cs.LG cs.SY eess.SY
Optimal auction duration: A price formation viewpoint
我们考虑一个拍卖市场，其中做市商在给定的时间段内填写订单簿，而其他一些投资者发送市价订单。我们将拍卖的清算价格定义为根据每个市场参与者的供给和需求使清算时间的交易量最大化的价格。然后，我们在一个半显式的形式得出的误差之间的清算价格和有效的价格作为拍卖持续时间的函数。我们研究了市场接受者的行为对这种错误的影响。为此，我们考虑天真的市场接受者和理性的市场接受者的情况下，发挥纳什均衡，以最大限度地减少他们的交易成本。我们计算的最佳持续时间的拍卖在泛欧交易所交易的77只股票，并比较在此最佳值的情况下，连续的限价订单簿的价格形成过程的质量。连续的限价订单簿通常是次优的。然而，就我们的衡量标准而言，它们只是适度地损害价格形成过程的质量。最佳拍卖持续时间的数量级是从2到10分钟。
2020-06-29 math.OC math.PR q-fin.TR
Remunerating Space-Time, Load-Shifting Flexibility from Data Centers in Electricity Markets
我们研究了电力市场清算的制定，旨在补偿时空，负载转移的灵活性提供的数据中心（DaCes）。负荷转移灵活性是电网运营商的关键资产，因为他们的目标是整合更大量的间歇性可再生能源并使电网脱碳。我们研究的核心是虚拟链接的概念，它提供了非物理路径，可以被DaCes用来在空间和时间上转移功率负载（通过转移计算负载）。我们使用虚拟链接表明，清算配方对待DaCes作为生产者，同时请求负载，并提供负载转移的灵活性服务。我们的分析还表明，DaCes的报酬提供的负荷转移的灵活性的基础上节点的价格差异（跨空间和时间）。我们还表明，DaCe灵活性有助于缓解时空价格波动，并表明清算公式满足协调市场预期的基本经济属性（例如，提供竞争性均衡，并实现收入充足和成本回收）。提出的概念适用于其他关键的市场参与者，可以提供时空转移的灵活性，如分布式制造设施和存储系统。案例研究来证明这些属性。
2021-08-16 cs.SY eess.SY math.OC
Learning from Past Bids to Participate Strategically in Day-Ahead Electricity Markets
我们认为，在一天前的市场环境下，每个供应商出价的线性非减函数，她的发电容量的目标是最大限度地提高她的个人利润给其他竞争供应商的报价的电力供应商的投标过程。根据提交的投标，市场运营商安排供应商在每个小时内满足需求，并确定每小时的市场清算价格。最终，当没有供应商有动机修改她的出价时，这个博弈论过程达到纳什均衡。然而，解决个人利润最大化问题需要竞争对手的出价信息，这通常是不可用的。为了解决这个问题，我们开发了一个逆优化方法来估计竞争对手的生产费用函数给定的历史市场出清价格和生产水平。然后，我们使用这些功能，以投标战略和计算纳什均衡出价。我们提出的数值实验说明我们的方法，显示出良好的协议之间的投标的基础上估计的生产费用函数与投标的基础上真正的费用函数。我们讨论了我们的方法，考虑到网络拥塞导致位置依赖的价格的扩展。
2018-11-14 math.OC
Pricing Energy in the Presence of Renewables
目前，电力市场在很大程度上忽视了一个事实，即可再生能源生产商对不可再生能源生产商造成了重大的外部影响。这是因为消费者通常在某些负载参数内得到电力保证。可再生能源生产商生产的间歇性意味着它们依赖于不可再生能源生产商，以使总发电量达到承诺的服务质量。这种由不可再生能源部门向消费者提供的隐性保险目前没有定价，导致从不可再生能源生产者向可再生能源生产者的经常被忽视的隐性货币转移。随着可再生能源所提供的能源比例的增加，这些外部性也在增加。在本文中，我们量化这些外部性，通过发展市场出清价格的能源存在的可再生能源。我们考虑了一个提前一天的电力市场，可再生和不可再生发电机通过向独立系统运营商（ISO）提出每单位能量的要价来投标。ISO的问题是一个多阶段的随机最优化问题，以调度来自每个发电机的能量，以最小化代表消费者购买能量的成本。我们采用条件风险值（CVAR）措施在日前的电力市场，以确保发电机能够满足所需的置信水平内的负荷方差的概念。我们解析地推导出能源的市场出清价格作为CVAR的函数。研究表明，可再生能源的渗透率越高，能源的市场出清价格越高。
2016-11-23 math.OC
Electricity and Reserve Pricing in Chance-Constrained Electricity Markets with Asymmetric Balancing Reserve Policies
最近，机会约束随机电力市场设计已被提出来解决的缺点，基于随机电力市场设计。特别是，使用机会约束的市场出清避免了在预期和每个场景的特点，并产生独特的能源和储备价格。然而，目前的配方依赖于对称的控制策略的基础上，聚合系统的不平衡，这限制了平衡储备供应商在他们的能量和储备的承诺。本文扩展了现有的机会约束的市场出清配方，利用节点到节点和非对称平衡储备政策，并得出由此产生的能源和储备价格。所提出的节点到节点的政策允许使用基于边际成本的方法将平衡储备提供者的报酬与不确定资源的支付相关联。此外，我们引入不对称的平衡储备政策的机会约束的电力市场设计，并显示如何这种额外的自由度影响市场的结果。
2021-06-10 cs.SY eess.SY math.OC
Locational Pricing for Generative-AI Services via Token-Flow Market Clearing
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出一种网络约束的令牌流市场，用于在计算节点和通信链路间清算AI工作负载，通过地域定价优化服务调度，提升效率并降低运营成本。
2026-05-09 cs.NI cs.SY eess.SY
On the Inefficiency of the Merit Order in Forward Electricity Markets with Uncertain Supply
本文提供了洞察的经济无效的经典择优调度在电力市场中的不确定供应。为此，我们考虑了一个电力系统，其操作是由一个两阶段的电力市场，一个远期和实时市场。我们分析了两种不同的清算机制：传统的，其中远期和平衡市场独立清除后的优点顺序，和随机的，其中两个市场阶段的共同优化，以期最大限度地减少预期的总系统运营成本。本文首先推导了一个具有柔性、刚性和随机发电量以及无限传输容量的典型电力系统在两阶段市场协同优化下的调度规则的解析公式。这项工作揭示了随机市场出清机制打破优序的条件。然后，我们介绍和表征两个增强的变种，传统的两阶段的市场，导致无论是价格一致的或具有成本效益的优序调度解决方案，分别。第一个这些变种对应于一个传统的两阶段市场，允许虚拟投标，而第二个要求随机发电集中调度。最后，我们讨论了我们的分析结果的实际意义，并通过例子说明我们的结论。
2016-05-27 math.OC
Optimal Allocation of Series FACTS Devices Under High Penetration of Wind Power Within a Market Environment
系列FACTS设备是可再生能源高度渗透的关键推动因素之一，因为它们能够连续控制输电线路上的功率流。提出了一种考虑风电高穿透率的输电网可变串联电抗器（VSR）和移相Transformer（PST）优化配置的双层最优化模型。上层问题寻求最小化串联FACTS上的\textcolor{black}{investment cost}、风力功率削减的成本和可能的甩负荷。较低层次的问题捕获在不同的操作场景下的市场出清。由于$Bθ$公式的可扩展性差，\textsl{shift factor}的FACTS分配结构的推导。设计并实现了一种自定义的重构和分解算法，用于求解上下两层均为二元变量的双层模型。基于118节点系统的详细数值计算结果表明，所提出的规划模型的有效性能和串联FACTS的重要作用，以促进风力发电的整合。
2018-05-13 math.OC
Revenue Adequate Prices for Chance-Constrained Electricity Markets with Variable Renewable Energy Sources
Lehigh University（利哈伊大学）
本文针对含VRES的电力市场，采用CCO方法推导收益充足电价，其生成的实时电价不依赖VRES实时出力，通过案例对比了该方法与随机方法的电价差异。
2026-08-10 cs.SY econ.TH eess.SY
HVDC Loss Factors in the Nordic Power Market
在北欧国家（瑞典、挪威、芬兰和丹麦），许多互连器由长高压直流（HVDC）线路形成。每年，由于在清理市场时没有考虑到大量的损失，这种互连器的运营给传输系统运营商（TSO）造成数百万欧元的成本。为了解决这个问题，北欧TSO（Svenska kraftnät -瑞典，Statnett -挪威，Fingrid -芬兰，Energinet -丹麦）已经提出在市场清算算法中引入线性HVDC损耗因子。对这种措施的评估需要对所调查的系统进行详细的建模。在本文中，我们开发并介绍了一个详细的市场模型的北欧国家，我们分析了不同的损耗因子配方的影响。我们发现，线性损耗因子惩罚一个高压直流输电线路超过其他，这可能会危及商业高压直流输电线路的收入。在这方面，我们提出分段线性损耗因子：一个简单的实施，但非常有效的解决方案。此外，我们演示了如何只引入HVDC损耗因子是一个部分的解决方案，因为它不成比例地增加了交流损耗。我们的研究结果表明，包括交流损耗因子可以消除这个问题。
2020-06-05 math.OC
Data-Driven Inverse Optimization for Marginal Offer Price Recovery in Electricity Markets
本文提出一种数据驱动的逆优化方法，通过建立未知参数与市场出清结果的闭式关系，将边际报价恢复问题转化为单层优化问题求解，并证明了其全局最优解的存在唯一性及鲁棒性。
2023-05-16 cs.SY eess.SY math.OC
A Physics-Informed Machine Learning for Electricity Markets: A NYISO Case Study
本文提出 PIMA-AS-OPF 物理信息机器学习方法，通过全连接神经网络预测主动约束与削减量，将最优潮流优化简化为线性方程组高效求解，在 NYISO 系统上验证了准确性与可扩展性。
2023-03-31 cs.LG cs.SY eess.SY
Modeling the Impact of Imbalance Costs on Generating Expansion of Stochastic Units
随机发电商由于预测生产误差而产生的不平衡成本对其总利润有重大影响，因此，在评估投资决策时需要考虑这种影响。在本文中，我们提出了一个建模框架来分析这些不平衡成本的随机机组的最佳发电扩展决策的影响。所提出的模型是铸造作为一个数学规划的均衡约束，它允许明确表示的前一天和平衡市场清算机制。我们使用所提出的框架来研究两个范式的市场设计对投资决策的影响：一个提前一天的市场，清除后，传统的成本择优原则，和一个理想的市场清算程序，确定提前一天的调度决策占其平衡运营成本的影响。通过一个场景集，在整个规划范围内的预期随机电力生产和需求水平在未来一天的市场的变化进行建模。同样，与其相应的预测误差有关的不确定性，将在平衡市场中解决，也通过情景来表征。所提出的模型的主要特点和结果进行了讨论，使用说明性的两个节点的例子和一个更现实的24节点的案例研究。
2014-02-19 math.OC
Cash-settled options for wholesale electricity markets
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出一种集中式现金结算看涨期权市场，以缓解可再生能源渗透带来的风险。通过实例展示双边期权可降低支付波动，并设计集中清算机制。
2017-04-02 cs.SY eess.SY math.OC
Bilevel Transmission Expansion Planning with Joint Chance-Constrained Dispatch
针对含风电不确定性的双层输电扩展规划问题，提出带下层联合机会约束市场出清的新框架，及处理对应分布鲁棒约束的强化线性近似技术，在保证求解质量下实现最高26倍的计算加速。
2025-05-16 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal Dynamic Capacity Allocation of HVDC Interconnections for Cross-border Exchange of Balancing Services in Presence of Uncertainty - Extended Version
考虑到欧洲电力市场的现有结构仅在日前市场阶段促进相邻电力系统的空间协调，区域系统运营商必须主要依靠其内部平衡资源来保证系统安全。然而，随着电力系统被迫接近其技术极限运行，灵活的发电变得稀缺，传统的市场范式可能无法有效地应对广泛的不确定性。电力系统的操作灵活性取决于其部件的技术参数，即，这些建议涉及发电机和输电基础设施，以及优化利用现有资产的运营做法。这项工作的重点是替代市场的设计，使相邻的电力系统之间的跨境平衡资源共享，通过高压直流（HVDC）互联，提供了更高的可控性。在这种情况下，我们制定了一个随机的市场出清算法，达到充分的时空整合的储备能力，日前和平衡市场。针对这一基准，我们比较了两个确定性的市场设计与不同程度的协调之间的备用容量和能源服务，其次是一个实时的机制。我们的研究揭示了确定性方法的效率随着风力发电份额的增加。然而，强制执行储备和能源交易大厅之间的更紧密的协调可能会大大提高预期的系统成本相比，顺序的市场设计。为了提供一些见解，为改善顺序的市场出清，我们分析了显式传输分配之间的能量和储备不同的HVDC容量的影响，并确定市场动态，决定了最佳的比例。
2015-02-28 math.OC
Scalable Multi-Level Optimization for Sequentially Cleared Energy Markets with a Case Study on Gas and Carbon Aware Unit Commitment
本文提出一种结合字典序优化与加权和方法及专用Benders分解的MIMLSF求解技术，用于美国东北部电力-天然气-碳市场中的机组组合，确保仅调度盈利的燃气电厂，平均计算时间降低32.23%，最优性差距降低94.23%。
2025-02-27 math.OC
Hierarchical Interactive Architecture based on Coalition Formation for Neighborhood System Decision Making
近年来，为提高智能电网的技术和经济性能所做的重大努力已经被应用于在这些电网中做出决策的不同参与者的存在。本文提出了一种用于设计和规划家庭微电网（H-MG）分布式能源的双层分层结构。市场环境内的这种小规模电网允许通过池市场在分布式能源和家庭微电网之间进行能量交换。在本文中，每个家庭微电网的规划者最大限度地提高分布式能源的性能，同时与其他H-MG交换能量。该问题被制定为一个高层次的问题分解成一组低层次的市场出清问题。在能源成本方面的全球最优性能满足市场结构（H-MG，消费者和零售商）在纳什最优点制定的调度游戏考虑当地和一般的限制现货市场。通常，上层水平结构基于H-MG发电竞争，以在与其他H-MG形成联盟的过程中最大化它们的个体和/或组收益。此外，层级结构的较低级别的功能由基于所有DER的价格响应方法的市场清算管理，使得H-MG能够改变现货市场战略行为。价格作为功率平衡方程的对偶变量得到。本文将研究一组二层对策，包括通过互补问题方法解决的非线性规划问题。使用二进制理论，二层的层次结构将被重新规划使用一个非线性问题。结果表明，所提出的结构可以增加球员的利润。
2019-10-15 math.OC
Risk Trading in a Chance-Constrained Stochastic Electricity Market
现有的电力市场设计假设风险中性，缺乏风险对冲工具，这导致了次优的市场结果，降低了整体市场效率。本文通过引入Arrow-Debreu证券（ADS），使风险交易在具有机会约束的随机电力市场中得以实现，并推导出一个具有风险交易的风险规避市场出清模型。为了实现风险交易，潜在不确定性的概率空间被离散化为有限数量的结果，这使得设计实用的风险合约和产生能量，平衡储备和风险价格成为可能。值得注意的是，虽然风险契约是离散的，但该模型保留了机会约束的连续性。案例研究说明了建议的风险厌恶的机会约束电力市场与风险交易的实用性。
2020-05-01 cs.SY eess.SY math.OC
Understanding the role and value of battery storage in renewables-rich distribution grids under uncertainty and different market paradigms
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究不确定性和不同市场范式下电池储能在可再生能源丰富的配电网中的作用与价值。通过扩展LEM框架，在IEEE 123节点馈线用滚动时域交替最优潮流比较三种市场设计，表明LEM成本最低，还研究了储能价值及相关影响因素。
2026-07-28 cs.SY eess.SY math.OC
Capacity Expansion Planning of Wind Power Generation in A Market Environment with Topology Control
风电并网是现代电力工业的一个基本问题。本文提出了一种新的双层混合整数最优化模型，研究了电力市场环境下具有拓扑控制操作的风力发电规划问题。与现有的公式不同，低层市场出清问题引入了二元变量来模拟线路切换决策，这已被证明是非常有效的，以提高传输能力，在不同的负载配置文件。为了解决这一具有挑战性的双层混合整数规划问题，本文提出了一种新的分解方法，并设计了几种基于网格结构的增强技术。通过典型IEEE测试床的计算实例，我们的求解方法显示了强解能力。此外，我们观察到，在少数线路上应用拓扑控制可以非常有助于减少弃风和提高风穿透水平。
2017-01-11 math.OC
Factoring the Cycle Aging Cost of Batteries Participating in Electricity Markets
在参与电力市场时，电池储能系统的所有者必须以其收入至少覆盖其真实运营成本的方式进行投标。由于电池单元的循环老化代表了这一运营成本的很大一部分，因此在这些投标中必须考虑电池退化的成本。然而，现有的电池退化模型要么不适合市场清算软件，要么不反映实际的电池老化机制。在本文中，我们使用分段线性费用函数，一种方法，提供了一个密切的近似的电化学电池的循环老化机制，可以很容易地纳入现有的市场调度程序的电池循环老化模型。通过定义每个电池周期的边际老化成本，我们可以评估电池的实际运营盈利能力。案例研究表明，该模型的有效性，在最大限度地提高电池储能系统的运营利润参加ISO新英格兰能源和储备市场。
2017-07-26 math.OC
A Scalable Bilevel Framework for Renewable Energy Scheduling
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Lehigh University（理海大学）
本研究针对电力市场中可再生能源调度的双层问题，提出基于强对偶性和McCormick包络的线性规划松弛技术，在IEEE和NYISO系统上验证了其精度与可扩展性，高VRES渗透率下降本效益显著。
2026-08-10 cs.SY econ.GN eess.SY
Enabling Grid-Aware Market Participation of Aggregate Flexible Resources
配电馈线内分布式能源（DER）的日益集成为配电-输电互连提供了前所未有的灵活性。随着新的FERC 2222命令，DER聚合被允许参与能源市场。为了能够参与市场，这些虚拟发电厂需要提供其发电成本曲线。本文提出了有效的优化配方和解决方案的表征，以及多时间步长的发电成本曲线的配电系统具有高渗透率的DER。网络和DER的限制被考虑在推导这些成本曲线时，它们使积极的配电系统投标进入电力市场。推导线性和二次成本曲线的问题制定为鲁棒优化问题和易于处理的重新制定/解决方案的算法，以方便有效的计算。所提出的配方和解决方案的算法进行了验证，一个现实的测试馈线具有高渗透的灵活资源。
2022-07-26 cs.SY eess.SY math.OC
A Market Mechanism for Truthful Bidding with Energy Storage
提出了一种发电商和蓄电商参与的多时段电力市场机制。从供应功能招标的想法，我们引入了一种新的投标结构的存储参与，允许存储单元的沟通，其成本的市场使用能源循环功能，映射价格到周期深度。由此产生的市场出清过程--通过凸规划实现--根据传统的电力供应价格和存储利用的每周期价格产生相应的时间表和支付。我们说明了我们的解决方案的好处，通过比较所产生的机制的竞争均衡的替代解决方案，使用以产消者为基础的出价。我们的解决方案显示了几个优势，基于产消者的方法。它不需要先验的价格估计。它还激励参与者披露他们的真实成本，从而导致一个有效的，竞争均衡。使用纽约独立系统运营商（NYISO）数据的数值实验验证了我们的研究结果。
2021-10-15 econ.GN math.OC q-fin.EC
Mechanism Design for Efficient Nash Equilibrium in Oligopolistic Markets
本文研究了供需平衡市场中个体参与者的策略性投标行为所导致的社会成本效率损失，并提出了通过补贴和税收来完全恢复均衡社会最优的机制。我们描述了供应方企业之间的竞争，以满足给定的非弹性需求，与线性供应函数投标和建议的效率恢复机制。我们证明了这种博弈的纳什均衡在温和的条件下存在，更重要的是，它实现了潜在的有效供应调度和市场出清价格，反映了真实的系统边际生产成本。此外，可以调整该机制以保证自给自足，即，征收的税收抵消了所需的补贴。大量的数值案例研究运行，以验证均衡分析，我们采用个人净利润和Lerner指数的修改版本作为两个指标来评估的影响，通过改变其调整参数和企业异质性的机制对市场结果。
2021-06-21 econ.GN math.OC q-fin.EC
