[论文解读] Curtail Renewables to Enhance Flexibility: A Regulated Forecast-based Dispatch Approach

Zhiyi Zhao, Ye Guo+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2026

Electric Power System Optimization被引用 0

一句话总结

该论文表明，在基于预测的调度下，对高灵活性上浮需求（FRP）的要求限制了实时灵活性并提高成本，并提出带抑制上限的受监管预测基准调度（RFBD）以减少FRP需求和运行成本。

ABSTRACT

This paper considers the flexibility degradation problem caused by excessive flexible ramping product (FRP) requirements with high variable energy resource (VER) penetration}. Based on the rolling-window co-optimization model of energy and FRP, theoretical analysis of this paper reveals a unit dispatch transfer effect, in which high FRP requirements under forecast-based dispatch (FBD) constrain real-time flexibility and distort economic efficiency. To alleviate this effect, a regulated forecast-based dispatch (RFBD) approach is proposed, which moderately caps VER outputs and enhances system flexibility. Simulation results demonstrate that the proposed approach effectively lowers FRP requirements and reduces operating cost compared with FBD.

研究动机与目标

• 在高VER渗透情境下，动机与量化基于预测的调度下过高的FRP需求如何影响系统灵活性与经济效率。
• 开发受监管的预测基准调度（RFBD）框架，对VER输出设定上限以降低FRP需求并改善可再生能源之间的互 feeding（互馈）。
• 理论分析FRP约束下的单元调度传递动态，并展示RFBD在成本/排放方面的潜在好处。

提出的方法

• 在多区间调度框架中，建立一个滚动窗口的能源与FRP共同优化模型，类似于CAISO的设计。
• 基于历史预测误差，利用Mosaic Quantile Regression（MQR）推导FRP需求。
• 分析FRP下的单元调度传递，显示高FRP如何强制在单元之间进行成本更高的再调度。
• 通过在 advisory 区间对VER预测设定上限并应用基于上限的互馈机制，引入RFBD。
• 定义如何处理绑定区间预测（理想状态）及 advisory 区间预测设定上限以降低FRP需求。
• 通过案例研究比较四种调度模式（FBD及三种基于上限的RFBD变体），评估成本与排放影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高VER情景下，基于预测的调度下的FRP需求如何影响实时灵活性与总运营成本？
• RQ2 是否可以通过对VER输出设定上限的受监管预测基准调度（RFBD）来降低FRP需求并实现更具成本效益的可再生之间互馈？
• RQ3 在不同VER抑制水平下，与标准FBD相比，RFBD的成本与排放影响是什么？

主要发现

• 在FBD下，高FRP需求限制了实时灵活性，可能导致发电机调度的次优。
• RFBD消除了FRD需求并按VER抑制上限的比例降低FRU需求。
• RFBD使VER单元之间实现互馈，使可再生能源部分抵消彼此的变动，从而降低运营成本。
• 在两单元、两区间的情景中，基于上限的RFBD对绑定区间调度影响最小化，同时降低未来的FRP需求与总体成本。
• Cap-Δ=0（消除FRD）在情景中给出与FBD相同的绑定区间调度，但没有FRD定价，未来成本更低。
• RFBD通常降低两区间总成本并可能相对于FBD降低排放，且更大上限在所述情景中进一步降低FRU需求与排放。