基于组合交易策略的风电场运营风险管理研究

不同于传统电源，风电场的发电量主要受到风力大小的制约，而风电场风向风速随时改变，变化幅度大且难以准确预测。这样，产量不确定性和价格不确定性以相乘的关系作用于风电场的运营收益，使得风电场的运营风险特征不同于常规火电机组。同时，风电场运营风险与绿色能源鼓励政策和节能减排政策（包括节能调度、排放权交易、上大压小、绿色证书、减免税政策、发电补贴政策等）、电力市场模式、接入电网的承载能力和可靠性等因素都密切相关。本项目基于组合交易原理研究复杂自然、市场、政策、工程环境下的风电场运营风险管理问题，结合风力和电价的周期变化，运用不同交易的不同回报特征和时间长度构建最优多阶段策略，突破单阶段策略的局限性，达到保证收益，控制风险的目标。从而为风电经营者有效规避风险，管理者有效制定新能源鼓励政策和市场规则，投资者科学评估风电投资项目的收益和风险提供理论支撑。进而为风能电力的持续有效开发打下基础。

本项目基于组合交易思想研究复杂自然、市场、政策、工程环境下的风电场运营风险管理问题，结合风力和电价的周期变化，运用不同交易的不同回报特征和时间长度构建最优多阶段策略，达到保证收益，控制风险的目标。多风电场综合出力的随机性建模是本项目的理论基础，本项目引入了Copula函数对风电场风速以及输出功率之间的相依结构进行系统建模，建立了多风电场风速及功率的联合分布函数。对福建和甘肃酒泉地区多个风电场实际数据的研究表明Gumble Copula函数和混合Copula函数较为适用。在此基础上，本项目运用多阶段随机规划和对偶规划等数学方法建立并求解风电场运营策略问题，获得具备理论和应用价值的基于组合交易的风险管理策略，为随机波动电源的运营辅助决策提供了理论支持。本项目进一步研究了发输变电设备可靠性、电动汽车等新型储能技术、节能调度、节点电价和可再生能源发电激励等技术、电网、政策环境对风电场运营风险管理策略的影响。本项目的相关成果共发表SCI收录论文5篇（其中一篇IEEE Transactions论文），EI收录论文8篇（其中4篇同为SCI和EI收录），英文专著1部。培养硕士研究生3名，博士研究生2名。本项目的开展显著增进了项目承担者和承担单位研究能力的增长，吸引和培养了一批学科人才，促进了本领域的交流和相关研究的开展。