考虑灵活性供给约束的区域综合能源系统节点边际能价分解分析

高比例分布式可再生能源接入给区域综合能源系统（RIES）的灵活、经济运行带来了巨大挑战。为探究RIES运行灵活性与经济性间的内在机理联系,提出了一种考虑灵活性供给约束的RIES节点边际能价求解方法。首先,构建了市场环境下RIES日前调度模型,该模型重点考虑机组运行灵活性供给约束,包括多能能量供给及多能调节容量约束;然后,基于该模型求解RIES的节点边际能价,并对其进行分解,分析了热电联产机组运行灵活性供给约束对多能能价耦合的影响机理及尖峰价格形成机理;最后,采用电热联合RIES仿真算例进行多场景对比分析,结果表明,所提方法量化了多能运行灵活性供给对节点边际能价的多重影响,有效确定了机组多能灵活性供给的边际成本。     

多能源微网参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易策略

针对多能源微网（MEMGs）具有丰富可调节资源的特点,基于区域电-气综合能源系统中配-微网络间不同层级的能源交互特性,提出一种MEMGs参与多能源市场的交易框架和多主体主从博弈的交易模型。通过MEMGs策略性参与区域能源市场交易,降低各主体购能成本,实现多个能源市场下多主体互动交易。将配电系统运营商和配气系统运营商视为领导者、各个多能源微网运营商（MEMGO）视为跟随者,以配电网节点边际电价和配气网节点边际气价作为各MEMGO的能源结算价格,构建考虑MEMGs参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易模型;在证明该模型存在Stackelberg均衡解的基础上,通过交替方向乘子法求解所提模型以保证各主体的信息私密性;通过REGESE13-G7和REGESE123-G20测试系统验证了所提多主体交易策略的可行性和有效性。     

考虑双重不确定性的区域综合能源系统多阶段滚动随机规划

在绿色能源转型的背景下，以新型电力系统为核心的区域综合能源系统(RIES)多能耦合程度逐渐加深。在长期的规划运行过程中，除了源荷本身固有的常规预期波动特性外，还容易受到外界扰动的影响，从而产生非预期的不确定性。因此，文中提出了一种考虑预期与非预期双重不确定性的RIES多阶段滚动随机扩展规划。首先，针对RIES长期规划以及常规多能源荷预期不确定性，考虑建设过程中的投资成本、能源站收益、碳税等，基于信息间隙决策理论建立RIES多阶段随机规划模型。然后，考虑规划过程中突发的非预期不确定性，借鉴模型预测控制理论，建立RIES多阶段滚动随机规划。最后，以中国江苏地区的JSYZ-66节点测试系统为例，验证了所提方法在长期规划中面对常规源荷预期不确定性以及规划过程中非预期不确定性的有效性，分析了在风险投机和风险规避策略下规划方向的选择对于规划结果的影响。     

多主体利益协调的区域综合能源系统综合评价

如何对区域综合能源系统（regional integrated energy system， RIES）进行科学有效的评估是发展RIES亟需解决的问题。为此，文章提出一种基于物元可拓模型的RIES综合效益评价模型。首先，对RIES的多参与主体的利益关系进行分析，并在此基础上建立了涵盖政府、电网、RIES投资运营商、用户多主体利益驱动的RIES综合效益评价指标体系，其指标反映了RIES的能源、环境、经济、安全等特性。其次，对于该指标体系存在的多主体利益相矛盾、指标值易受不确定性因素影响的特点，提出一种集值迭代法与反熵权法主客观组合赋权的物元可拓评估决策模型，以实现对RIES综合效益的定量评价。最后，通过算例验证了所提方法的有效性。     

含风电耦合制氢的主从博弈多区域综合能源系统协调调度策略

为解决风电消纳与隶属不同利益主体的区域综合能源系统（RIES）利益冲突的问题,提出一种考虑碳排放约束下多区域综合能源系统参与配电网动态博弈的协同调度策略。首先,计及社会环境影响,在博弈模型中限制RIES的碳排放量。其次,为兼顾区域综合能源系统和风电耦合制氢电场的经济性,建立以配电网为领导者的一主多从博弈模型,建立博弈协同优化的多主体低碳交互机制,并构建各主体的交易决策模型。最后,采用粒子群算法结合CPLEX对所提模型进行求解。仿真结果表明所提策略有效,即各主体在区域碳排放限额下可以合理调整自身运行策略,能在保证环境效益的同时提升经济收益。     

计及需求响应的分布鲁棒博弈区域综合能源系统运行优化策略

随着能源市场的发展,大量新兴市场主体参与竞争,区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)源荷间日渐复杂的利益耦合关系给制定有效的协同优化策略带来困难.因此,文章提出基于分布鲁棒博弈的RIES源荷协同优化策略,将RIES运营商作为领导者,用户作为跟随者,建立考虑供能侧...     

氢耦合区域综合能源系统集群双层博弈随机优化调度策略

为促进区域综合能源系统(regional integrated energy system, RIES)集群的高比例新能源就地消纳，实施新能源的RIES内部消纳、RIES间互补消纳及氢能转换调节消纳策略，解决RIES多购售主体电能交易模式、氢能耦合高效应用和源荷不确定性调度风险等关键问题，提出了RIES集群的三阶段调度随机优化模型。第一阶段，基于电储能调节的RIES新能源电力波动平抑模型，提升电能质量。第二阶段，基于演化博弈的RIES间新能源互补交易调度模型，优化制定购电选择主体策略。第三阶段，采用电制氢及混氢技术，消纳互补交易后的过剩新能源，实现电能时移和电-气、电-热转移的氢能调节；考虑源荷不确定性的随机优化模型，获得兼顾经济性和鲁棒性的调度策略。通过仿真算例验证了方法的有效性。     

基于综合需求响应的负荷聚合商最优市场交易策略

在区域综合能源系统(IES)层面上,从市场角度入手,提出建立电-气-热多能源日前市场,阐述了负荷聚合商(LA)参与多能源日前市场的基本交易机制。在该市场模式下建立综合需求响应(IDR)模型,进而以LA利润最大为优化目标,研究基于IDR的电-气-热最优联合交易策略。为保证市场交易满足区域IES的安全运行要求,建立了电-气-热IES的网络模型。以IEEE 33节点配电网-11节点气网-6节点热网的区域IES为例验证了所提方法的有效性,通过对传统需求响应(DR)和所提多能源市场IDR模型的对比分析,验证了所提多能源市场IDR模型不仅有利于提升LA的市场盈利,而且通过多能源峰谷互济可满足多元负荷需求,平抑负荷波动。     

计及源荷不确定性和变工况特性的区域综合能源系统优化调度

为保证系统的经济可靠运行,考虑了荷源不确定性及能源耦合设备的变工况特性对系统运行的影响。首先,基于能源梯级利用原理,建立了包含风电、燃气轮机、电转气（P2G）及多种能源耦合设备的区域综合能源系统（RIES）架构;其次,通过构建动态能源集线器（DEH）模型,分别从能源供需双侧反映设备变工况特性对系统能源耦合的影响。同时,以系统调度成本最小和碳排放量最少为目标,将确定性的系统约束转换为基于可信性理论的模糊机会约束,构建了考虑源荷不确定性和设备变工况特性的RIES模型。最后调用CPLEX求解器对模型进行求解。结果表明,所建模型可以有效描述系统的不确定性风险,促进风电消纳,提升系统的经济性与低碳性。     

提升区域综合能源系统运行灵活性的多主体互动决策模型

随着含可再生能源的微能源网规模化接入区域综合能源系统(RIES),其波动性和不确定性对系统的灵活调节能力带来了挑战.针对此问题,提出一种联合运行市场机制下的多主体双层互动决策模型.首先,指出RIES运行时的灵活调节需求,从市场层面分析灵活调节产品(FRP)对满足该需求的适用性;其次,将FRP市场与电、热能量市场联合运行,并设计了激励源荷双端市场主体调度灵活调节资源的联合运行市场机制;然后,为求解市场纳什均衡,建立外层多个市场主体非合作博弈、内层RIES运营商出清的多主体互动决策模型,并分别采用Q-learning算法和路径跟踪内点法对外、内层模型进行求解;最后,通过电热联合RIES仿真算例进行多场景对比分析.结果表明所提方法可以促进可再生能源消纳,减少用能总成本,降低竞价周期内能源平均价格,从而有效提升系统运行的灵活性.     

区域综合能源系统参与电力-天然气市场优化调度研究

可再生能源出力的不稳定及间歇性增加了其参与电力市场交易报价难度,区域综合能源系统通过调度系统内部能源,能够减小其在市场中的报价偏差,提高能源利用效率,有助于系统及市场稳定运行。考虑风电、储能、电转气和微型燃气轮机等设备以及负荷侧需求响应,构建区域综合能源系统参与电力-天然气市场运行优化调度策略。首先,建立涵盖多类型能源设备的区域综合能源系统,描述电力、热力及天然气等能源互补转换关系;其次,考虑风电出力不确定性,构建基于两阶段鲁棒优化的区域综合能源系统优化调度模型,进一步将综合能源系统作为一个市场主体参与电力及天然气市场交易;最后,算例验证了区域综合能源系统内部调度可以降低风电出力偏差影响,提高系统稳定性和经济性。     

电力市场环境下考虑可再生能源保障性消纳的电价风险评估

由于以风电、光伏为主的可再生能源出力的不确定性,高比例可再生能源的接入会给电力市场出清电价带来风险。基于此,以可再生能源保障性消纳作为电力市场出清模型边界,提出考虑可再生能源不确定性的市场电价风险评估方法。首先,利用基数约束子模块化场景缩减技术刻画可再生能源出力的不确定性,生成具有代表性的有限场景集合。其次,建立考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清模型并提出节点电价计算方法。然后,提出电价风险评估指标体系,从节点、区域和系统等多个层面评估可再生能源出力不确定性引发的电价风险。最后,通过改进的IEEE30节点算例系统验证所提方法的有效性。分析结果表明,所提方法能够有效评估可再生能源不确定性带来的系统电价风险以及节点电价风险,对可再生能源参与电力市场的相关研究具有一定的参考价值。     

计及电气热综合需求响应的区域综合能源系统优化调度

区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System,RIES)是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一。首先建立了包含风电、多种储能以及电转气(Power-to-Gas,P2G)设备的RIES模型。针对电、气、热负荷柔性特征和可调度价值,结合三种负荷在RIES中形成的耦合关系,提出计及电-气-热多种负荷的综合需求响应模型。同时采用典型场景集考虑风电出力的不确定性,建立区域综合能源系统优化调度模型。该模型以综合运行成本最少、碳排放量最小、能效利用率最高为优化目标,利用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解并输出Pareto最优前沿解集。仿真算例设置了4种场景,分析电、气、热需求响应及P2G、储能设备接入对区域综合能源系统运行优化的影响。结果验证所建立多目标优化调度模型既能够提高能源利用效率,也能保证系统的环保经济运行。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

考虑不确定性和楼宇储热的区域综合能源系统分布式优化调度

为了充分发挥多个区域综合能源系统(RIES)能量互补的优势,有效降低新能源随机波动对系统安全稳定运行的影响,基于条件风险价值(CVaR)理论,提出了一种考虑楼宇储热的RIES分布式优化调度方法。根据楼宇的热动态特性,建立楼宇等效虚拟热储能模型以及RIES优化调度模型;引入CVaR理论处理新能源出力的不确定性,实现系统运行成本和风险水平的权衡;建立RIES能量共享模型,并采用自适应步长交替方向乘子法实现模型的分布式求解;根据各RIES的交互贡献度,对RIES能量共享的收益进行分配。算例测试结果表明,所提方法能有效降低各RIES的运行成本,并在兼顾鲁棒性与经济性的同时实现RIES利润的公平合理分配。     

面向风电消纳的区域综合能源系统鲁棒优化调度

区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System,RIES)的多元消纳技术是解决系统"以热定电"运行方式导致弃风问题的有效途径.文章建立了包含风机、光伏、地源热泵和储能的RIES模型;在源测采用鲁棒优化模型处理风电出力不确定性,在荷侧针对电、气、热三种柔性负荷可调度价值,引入价格需求响应机制,构建计及综合需求响应的RIES鲁棒优化调度模型.算例仿真结果证明了所提模型的有效性.相较于传统模型,计及综合需求响应的RIES鲁棒优化模型具有更加可观的经济效益和风电消纳率.     

考虑综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化

针对楼宇综合能源系统（RIES）能量管理时未充分考虑影响室温因素及其对负荷建模的影响和刚性捆绑RIES、用户从而未全面考虑用户舒适度和用能支出的问题,文中提出了冷、热负荷参与阶梯型补贴和电负荷参与电价型综合需求响应的RIES能量管理优化模型及其求解方法。首先,综合考虑影响室温因素,得到离散化的楼宇热平衡方程,建立楼宇的柔性而非固定的冷、热、电负荷数学模型。其次,建立冷、热负荷参与的阶梯型补贴和电负荷参与的电价型综合需求响应机制。然后,考虑RIES向用户售能的收益、从外部购能的成本和支付用户的补贴费用,构建了以最大化RIES运行利润为目标、计及设备和系统运行约束的能量管理优化数学模型,并采用CPLEX对线性化后的模型进行求解。最后,通过算例仿真表明：计及综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化能统筹协调供需两侧资源,提升系统与用户的经济效益。     

基于变权可拓云模型的区域综合能源系统综合评价

区域综合能源系统（RIES）在提升能源利用水平和促进可再生能源消纳方面具有显著作用,合理有效地对其进行评价是促进其发展的重要前提。该文计及系统运行状态不确定性对于评价结果的影响,提出一种基于变权可拓云模型的RIES综合评价模型。首先,综合考虑系统的技术层面、管理层面和外部资源支持,基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”（DPSIR）模型建立RIES评价指标体系;其次,结合可拓云模型,以指标云关联度计算的随机性贴合评价中系统运行状态的不确定性,通过网络层次分析法（ANP）-熵值法-变异系数法求得各指标权重,并利用惩罚型变权改善了模型中掩盖“短板效应”的问题,确定了RIES的综合运行评价等级;最后,通过算例仿真验证了文中所提模型的评价综合性和处理状态不确定性问题的有效性,并对指标的优化顺序进行了灵敏度仿真分析研究。     

考虑设备变工况特性的区域综合能源系统优化调度方法

区域综合能源系统(regionalintegrated energysystem,RIES)调度方案的经济性受不同能源转换设备模型参数准确性的影响。传统静态能源集线器(energy hub, EH)模型将设备效率视为常数,忽略了设备效率随负载率变化的变工况特性,影响到设备模型的准确性,进而降低了RIES调度方案经济性。为考虑设备变工况特性对系统优化调度方案的影响,提出了一种考虑设备变工况特性的RIES优化调度方法。首先基于静态EH模型,建立一种动态EH(dynamicenergy hub,DEH)模型,可对能源转换设备运行效率进行修正;进而,基于DEH模型,提出了一种考虑设备变工况特性的RIES优化调度方法;最后,针对一个典型的RIES进行优化调度分析。结果表明,该方法由于考虑了设备变工况特性,提高了设备模型准确度,减小了调度方案的成本预测误差,为RIES提供了更为合理且经济的调度方案。     

基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略

随着多能耦合的加强和能源改革的推进,综合能源市场逐步建立,其中综合能源现货市场的剧烈价格波动给综合能源服务商带来了较大的风险。针对该问题提出了一种基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略,首先建立了基于风险价值理论的现货市场交易风险评估模型,其次通过建立综合能源服务商间的合作联盟,降低整体联盟的现货市场交易风险,最后采用Shapley值法对联盟中的成员进行风险分摊,并提出一个该风险分摊结果的交易规则。算例结果表明,综合能源服务商通过结成联盟,可以有效降低其参与现货市场的风险,基于Shapley值的风险分摊方法保证了分配的公平和联盟的稳定,验证了该模型的有效性和可行性。