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
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
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
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
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
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
Price-Aware Deep Learning for Electricity Markets
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文提出将电力市场出清优化嵌入深度学习层，以平衡预测误差与定价误差，提高拥堵系统中电价公平性，并在风电预测与短期市场出清中验证效果。
2023-11-13 cs.LG cs.SY eess.SY
Strategic Bidding and Equilibria in Coupled Gas and Electricity Markets
燃气机组和电转气技术的广泛采用，使天然气和电力基础设施之间产生了显著的相互依赖性。本文研究了在策略性投标行为驱动下的气电耦合能源市场的均衡：在市场出清结果的约束下，每个生产者都努力使自己的利润最大化。市场均衡被表述为具有均衡约束的均衡问题（EPEC）。一个特殊的对角化算法（DA）的设计，其中的天然气或电力市场的单边均衡被发现在内部循环给定的竞争对手的战略，两个市场的相互作用，解决在外环。两个测试系统的案例研究验证了所提出的方法。
2016-07-14 math.OC
An Iterative Mechanism for Coupling Electricity Markets
互联但受地方控制的电力市场的协调运行通常被称为“耦合”。在本文中，我们提出了一个新的机制设计，独立的电力市场的有效耦合。该机制在每个单独的市场已经稳定（例如，提前一小时）之后运行，并且基于所报告的用于内部市场优化（清算）的供应和需求函数，每个市场运营商被要求迭代地报价跨连接到其他市场的传输线路的能量交易的条款（代表参与其市场的代理）。该机制是可扩展的，因为在每次迭代中对每个市场运营商的信息需求是有限的。我们表明，该机制的结果收敛到最优的市场之间的流动，从每个单独的市场清算的供应和需求函数的报告。我们表明，拟议的市场耦合设计不会改变每个内部市场的激励结构，即，任何内部市场均衡将在实现耦合之后（大致）保持如此。这是通过激励转移（在每次迭代时更新）来实现的，激励转移以其对所有其他参与市场的边际贡献（即成本节约）来奖励每个市场。我们确定了一个充分条件，对每个市场运营商的统一参与费，确保该机制不会产生赤字。在IEEE可靠性测试系统的三个区域上实现了所提出的分散机制，仿真结果显示了所提出的模型的有效性。
2021-01-12 math.OC
A Three-Stage Stochastic Peer-to-Peer Market Clearing Model with Real-Time Reserve Activation
随着不稳定的可再生能源的份额越来越大，需要更大的灵活性来平衡电力系统。为了使当地的灵活性，我们建议一个三阶段的随机市场清算模型，使用基于社区的点对点（P2P）交易参与短期储备市场。通过这种方法，内部日内（IID）和实时（IRT）市场被清算，同行可以在负荷和储备激活的不确定性下进行交易，以平衡其前一天的市场头寸。结果显示，当引入P2P IID和IRT时，储备市场的参与率分别增加了19%和44%。我们说明了该模型的应用，并为未来的储备市场设计提供建议，突出必要的变化，以释放最终用户的灵活性储备市场。
2019-10-25 math.OC
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
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
Revisiting minimum profit conditions in uniform price day-ahead electricity auctions
我们研究了清算日前电力市场拍卖的问题，每个投标人，无论是生产者还是消费者，可以指定一个最小利润或最大支付条件，约束接受一组投标曲线跨越多个时间段的位置，通过传输网络与线性约束。这种类型的条件例如在西班牙和葡萄牙的日前市场中被考虑。这有助于描述发电厂的启动成本的回收，或者类似地，对于大消费者，公用事业减少了常数项。一个新的市场模型提出了相应的MILP制定统一的位置价格日前拍卖，处理投标的最小利润或最大支付条件下，在一个统一的和计算效率高的方式。一个精确的分解过程与稀疏加强Benders削减来自MILP制定也提出了。MILP公式和分解过程类似于先前提出的根据欧洲市场规则处理所谓的块出价的计算效率高的方法，尽管清算条件乍一看可能不同。这两种解决方法也是有效的，同时处理两种出价，作为块出价与最低接受率，推广完全不可分割的块出价，但这里介绍的MP出价的特殊情况。我们认为，赞成MP出价比较他们以前的模型，在学术文献中提出的最低利润条件，和西班牙电力交易所OMIE使用的最低收入条件的模型。
2016-12-13 math.OC
The Role of Strategic Load Participants in Two-Stage Settlement Electricity Markets
两阶段电力市场清算是为了在理想条件下维持市场效率，完美预测和非战略性发电。研究表明，在两阶段结算的电力市场中，非弹性负荷参与者的个体策略行为会降低市场效率。我们的分析进一步表明，虚拟投标可以发挥作用，减轻这种损失的效率，减轻战略负荷参与者的市场势力。我们使用纽约ISO的真实市场数据来验证我们的理论。
2019-09-15 econ.TH 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
Pricing and Remunerating Electricity Storage Flexibility Using Virtual Links
雄心勃勃的可再生能源组合标准激励将储能资源（ESR）作为灵活性的来源。虽然美国政府旨在促进ESR参与电力市场，但仍然缺乏对ESR进行适当报酬的市场设计工作。在本文中，我们提出了一个新的能源市场清算框架，包括ESR系统。新的市场设计在计算上是有吸引力的，因为它避免了混合整数公式和具有互补约束的公式。此外，与以前的市场设计相比，我们的市场使用虚拟链接的概念分解了ESRs的操作，该虚拟链接捕获了跨时间的能量转移。虚拟链路表示揭示了经济激励措施可用于ESR业务，并揭示了电力市场应如何补偿ESR。我们还探讨了ESR物理参数对市场行为的作用;我们表明，虽然能量和功率容量定义了每个ESR可以提供的灵活性，但存储充电/放电效率在ESR薪酬和缓解市场价格波动方面发挥着重要作用。我们使用我们提出的框架来分析ESRs和独立系统运营商（ISOs）之间的相互作用，并提供见解ESRs在电网中的最佳部署策略。
2022-06-04 cs.SY eess.SY 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
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
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
Hierarchical Electricity and Carbon Trading in Transmission and Distribution Networks Based on Virtual Federated Prosumer
针对能源需求增长与碳排放减少的两难问题，提出了一种基于虚拟联邦产消者（VFPs）的能源共享机制，并对联合电力和碳市场进行预算分配，以激励分布式能源参与分层市场，减少碳排放。在输电层面，区域输电运营商协调两个市场之间的交易，即VFP间能源共享市场和批发市场，旨在最大限度地降低VFP的总成本。能源共享市场出清问题是一个广义纳什博弈，我们开发了一个一阶响应算法来获得均衡。在分配层面，自愿筹资伙伴扮演着无私拍卖人的角色，利用歧视性权重和基准价格在自愿筹资伙伴中的实体之间分配电力-碳预算，以最大限度地提高社会福利。利用纳什博弈来刻画预算分配问题，提出了一种分布式反馈分配算法。整个分层电力和碳交易被建模为一个均衡问题，并迭代求解。基于实际区域电网的算例验证了该算法的有效性，表明该机制在提高能源效率和减少碳排放方面是有效的。
2021-09-15 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
Moving from Linear to Conic Markets for Electricity
我们提出了一个新的远期电力市场框架，允许异构的市场参与者与二阶锥策略集，谁准确地表达他们的成本和约束的非线性通过圆锥投标，和一个网络运营商面临圆锥运营约束。与普遍的基于线性规划的电力市场相比，我们强调了二阶锥约束的引入如何提高市场的不确定性、资产和网络意识，这是成功过渡到基于天气依赖可再生能源的电力系统的关键。我们分析了我们的一般市场出清的建议，使用圆锥对偶理论，以获得有效的空间差异化的价格为多种商品，包括能源和灵活性服务。在完全竞争的假设下，我们证明了中央解决的市场出清优化问题的等价性竞争空间的价格均衡，涉及一组理性和自利的参与者和价格制定者。最后，在一般的假设下，我们证明了走向圆锥市场不会导致市场的理想的经济属性，即市场效率，成本回收和收入充足性的损失。我们的数值研究集中在不确定性感知市场设计的特定用例上，并证明了所提出的圆锥市场在线性规划市场框架内比现有的替代方案更具优势。
2022-12-18 cs.SY econ.TH eess.SY
A Flow-based Distributed Trading Mechanism in Regional Electricity Market with Energy Hub
能源枢纽（EH）的概念已经出现，以容纳可再生能源在多能源系统中，以部署电力和其他能源之间的协同效应。然而，将环境卫生机构纳入能源市场的市场机制尚未得到充分阐述。提出了一种基于流量的两级分布式交易机制。在低层，区域系统运营商协调两个市场中的区域电网交易，即具有EH的本地能源市场和上游电网的批发市场。每个节点代理人作为独立的利益相关者，利用价格差异从不同的市场进行交叉套利。在上层，EH是第三个参与者，旨在从区域电力市场和天然气市场的交易中获得最大利润。将区域电力市场出清问题转化为一个带均衡约束的数学规划问题，并提出了一种基于ADMM的分布式算法求解该问题的均衡解。将直流潮流问题分解为区域系统操作员和不同节点代理的最优化问题，在不侵犯参与者隐私的前提下，以分布式方式求解，实现全局最优。基于实际区域电网的算例验证了该算法的有效性，表明该机制在分解潮流和提高能效方面是有效的。
2022-05-30 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
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
Two-Step market clearing for local energy trading in feeder-based markets
信息和通信技术（ICT）的最新创新为分布式能源（DER）作为活跃的市场参与者融入能源供应系统提供了新的机遇和挑战。通过加强DER的整合，应为这些新的市场参与者设计新的市场平台。电力市场的设计应使用户和供应商的市场剩余最大化，并为他们加入市场和遵守市场规则提供正确的激励。在本文中，一个馈线为基础的市场，提出了本地能源交易的生产者和消费者之间的分销系统。在这个市场中，市场参与者可以与当地市场的其他参与者和邻近地区分享能源。提出了一种两步市场清算机制（2SMC）用于市场清算，在第一步中，每个本地市场独立清算以确定市场清算价格，在第二步中，参与者可以与邻近地区进行能源交易。与集中式市场相比，所提出的方法是可扩展的，并且减少了计算开销，因为不是为大量玩家清算市场，而是为更少数量的玩家清算市场。此外，通过应用分布式方法和拉格朗日乘数进行市场清算，不需要中央计算中心和市场参与者的私人信息。算例分析表明，所提出的市场出清方法在提高社会福利和减少计算时间方面是有效的。
2019-02-07 math.OC q-fin.GN
Graph based Platform for Electricity Market Study, Education and Training
随着电力市场开放的深入发展，电力市场数据管理、网络拓扑处理和快速出清机制设计面临着诸多挑战。本文提出了一种基于TigerGraph数据库的图计算框架，利用并行图潮流（PGPF）和LU分解技术求解电力市场结算中的安全约束机组组合（SCUC）和安全约束经济调度（SCED）问题。该系统还提供了一个全面的可视化平台，可以形象地展示市场出清结果，如位置边际电价（LMP），并可用于电力市场运营商的教育和培训目的。
2018-04-03 cs.HC eess.SP math.OC
A MIP framework for non-convex uniform price day-ahead electricity auctions
众所周知，在非凸日前电力拍卖中，统一价格的市场均衡往往不存在。我们考虑的情况下，非凸，统一价格泛欧日前电力市场“PCR”（区域价格耦合），与非凸性所产生的所谓的复杂和块订单。扩展以前的结果，我们提出了一个新的原始-对偶框架，这些拍卖，这在经济分析和算法设计的应用。这里的贡献是三方面的。首先，从算法的角度来看，我们给出了一个非平凡的精确（即不近似）线性化的非凸“最低收入条件”，必须持有复杂的订单所产生的西班牙市场，避免引入任何辅助变量，并允许我们解决市场清算的情况下，涉及大多数投标产品的PCR使用现成的MIP求解器。其次，从经济分析的角度，我们给出了最优化问题的第一个MILP公式，如最大化的交易量，或最小化的机会成本的矛盾拒绝的大宗投标。我们首先展示了一个玩具的例子，这两个目标是不同的福利最大化。我们还直接恢复了一个先前提到的替代市场模型的属性。第三，我们提供了现实的大规模实例的数值实验。它们说明了这种方法的效率，以及在实践中可能发生的经济权衡。
2015-01-30 math.OC
Iterative Mechanisms for Electricity Markets
为了应对偶然事件（例如，恶劣天气、工厂停电），大多数电力市场都有负责监测市场表现和减轻市场支配力的机构。后一项任务往往是通过提出边际成本估计数（也称为“参考水平”）来实现的，这种估计数可以取代具有市场支配力的发电商的实际出价。在本文中，我们提出了一个迭代机制，构成了一种替代直接的监管干预在这些零星的情况下，市场力量是一个重要的关注。所提出的迭代机制是基于相对简单的信息交换之间的做市商和市场参与者，并配备处理一般的非线性（凸）的技术和/或可靠性要求的约束。我们发现，该机制具有许多理想的属性（近似）：激励相容性，效率，个人理性和（弱）预算平衡。此外，我们表明，它是强大的不完美的信息成本。为了说明，我们认为它的应用程序的联合结算日提前调度和储备，一种方法，已被提出的大规模集成的可再生能源发电。在这种情况下，我们放松的假设，每个发电机有自己的预期边际成本的调整和完善的信息显示的机制保留其大部分的属性。
2017-03-04 math.OC
Strategic Investments of Large Scale Battery Energy Storage Systems in the Wholesale Electricity Market
本文从BESSs所有者视角研究批发电力市场中的策略性投资问题，提出一种结合启发式搜索与Bayesian optimization的三阶段方法，通过十年期ERCOT市场模拟验证，证明该方法在保证求解质量下提速16倍，并揭示了忽略LMP变化会导致21%的利润高估。
2023-07-31 math.OC
Optimal Real-time Bidding Strategy For EV Aggregators in Wholesale Electricity Markets
针对电动汽车聚合商参与电力批发市场的实时竞价需求，结合充电过程时间耦合与未来运行状况不确定的问题，基于Lyapunov优化提出在线充电管理算法及最优实时竞价策略，实现接近离线最优的利润，且与市场出清结果匹配。
2024-04-15 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
Real-Time Bidding Strategy of Energy Storage in an Energy Market with Carbon Emission Allocation Based on Aumann-Shapley Prices
该研究提出含基于Aumann-Shapley价格的碳排放分配的新型电力市场，结合参数线性规划与Lyapunov优化推导储能实时竞价策略，验证了方法的有效性、可扩展性及相对现有方法的优势。
2024-03-13 math.OC
On the Stability, Economic Efficiency and Incentive Compatibility of Electricity Market Dynamics
本文重点研究了电力市场的运作，占参与者出价在一个亚分钟的时间尺度。为此，我们将市场出清过程建模为一个动力系统，称为市场动态，它在时间上与电网频率动态耦合，因此需要在满足系统运行约束的同时保证系统范围的稳定性。我们将参与者描述为价格接受者，他们理性地更新他们的出价，以最大限度地提高他们的效用，以响应价格和调度的实时时间表。对于两种常见的投标机制，基于数量和价格，我们确定了参与者的行为和规划者的目标之间的一致性的概念，导致鞍为基础的设计的市场，保证收敛到一个点，满足所有的操作约束。我们进一步探讨了这种对齐属性不成立的情况，并观察到不对齐的参与者的出价会破坏闭环系统的稳定。因此，我们设计了一个正规化版本的市场动态恢复所有理想的稳定性和稳态性能保证。在IEEE 39节点系统上的数值试验验证了我们的结果。
2021-12-10 econ.GN math.OC q-fin.EC
PPSM: A Privacy-Preserving Stackelberg Mechanism: Privacy Guarantees for the Coordination of Sequential Electricity and Gas Markets
本文介绍了一种差别私有机制，以保护在协调电力和天然气系统的顺序市场出清过程中交换的信息。这些顺序和相互依赖的市场之间的协调代表了一个经典的Stackelberg游戏，并依赖于系统代理之间的敏感信息，包括在每个市场的供应和需求出价或系统的特性的交换。本文的动机是观察到传统的差分隐私机制是不适合的问题的兴趣：这些机制引入的扰动从根本上改变了底层的优化问题，甚至导致不可满足的情况。为了弥补这种局限性，本文介绍了隐私保护Stackelberg机制（PPSM），一个框架，强制执行的概念的一致性和保真度的隐私保护信息的原始问题的目标。PPSM具有很强的特性：它符合差分隐私的概念，并确保隐私保护协调机制的结果对每个代理都接近最优。通过对PPSM隐私成本的理论保证，分析了该方法的保真性，并通过实际案例对几个燃气和电力市场基准数据进行了实验，验证了该方法的有效性。
2019-11-22 cs.CR cs.SY eess.SY
Financial storage rights for hydroelectricity
最近，人们越来越感兴趣的是开发能源存储系统的金融存储权，作为类似于输电系统的工具，不仅可以分配拥堵租金，还可以减轻价格风险，甚至可以根据可再生能源发电的渗透率增加和市场清算价格的下行压力来发出投资信号和融资。这项工作提出了一个讨论的适用性，这些工具的水力发电厂作为一种机制，脱钩的所有权和水库，特别是那些调节能力小，旨在改善其在电力市场的估值和投资风险管理。由此产生的模型考虑到合理的假设，其非线性物理和短期的操作性能，延伸的适用性强的理论框架，最近在文献中提出的大份额的能源组合。
2019-08-19 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
Hybrid interconnection of iterative bidding and power network dynamics for frequency regulation and optimal dispatch
本文考虑了一个独立系统运营商（ISO）和一组策略发电商的实时电力市场。ISO运营着一个发电商愿意提供电力的市场。ISO以解决经济调度问题和调节电网频率为目标进行发电分配。我们提出了一种多速率混合算法的投标和市场出清，结合了离散性质的迭代投标与连续性质的电力网络中的频率演变。我们建立足够的上界的事件间的时间，保证该算法渐近收敛到一个有效的纳什均衡和零频率偏差对应的平衡。我们的技术分析的基础上，通过识别一种新的LISS-Lyapunov函数的连续时间版本的投标更新过程的鲁棒性与电力网络动态特性的表征。IEEE 14节点系统上的仿真结果说明了我们的结果。
2018-03-12 math.OC
Optimizing Bidding Curves for Renewable Energy in Two-Settlement Electricity Markets
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）；Lehigh University（理海大学）
本文针对双结算电力市场提出基于可变可再生能源基准投标曲线的协调方法，通过双层优化求解，其方案优于基准方案，可近似实现成本最低的随机市场结果。
2026-11-13 cs.SY econ.GN eess.SY
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
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
