基于需求响应的用户侧综合能源系统分布式博弈均衡策略

用户侧综合能源系统是未来能源消费方式的重要发展方向,实现用户侧综合能源系统的运行优化可以提高其经济效益和环境效益.为此,建立了由多个分布式能源站和多个能源用户组成的用户侧综合能源系统能源交易模型,提出了基于需求响应的用户侧综合能源系统分布式博弈均衡策略.分布式能源站最大化各自收益,能源用户则以各自效用最大化为目标,首先,通过对偶分解将初始问题分解为多个子系统的需求响应优化问题,然后,对各个子系统的需求响应优化问题进行分布式求解.该方法的主要优点是,能源交易实现分布式博弈均衡,各方不需要中央控制器或者任何第三方,同时各市场成员信息隐私得到了保障.最后,通过算例验证了所提用户侧综合能源系统分布式博弈均衡策略的有效性.     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型

针对园区能源交易中能源商和用户的价量优化问题,提出园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型。上层模型能源商以实现自身利益最大化为目标,考虑多能流率平衡约束和外网交互约束、电转气、储电/热和燃气轮机等源储约束,通过竞争决定能源价格;下层模型考虑用户用能需求响应,以用能成本最小化为目标,考虑负荷需求约束,根据能源商的决策价格,决定用能需求,能源商进一步根据用户用能需求优化能源价格,反复迭代至收敛。算例结果显示所提方法能有效实现双方效益最大化。     

基于广义斯塔克尔伯格博弈的微电网能源管理

为了实现微电网的能源优化管理,最大化单个微电网和多个用户的群体效益,基于非合作博弈理论,建立单个微电网和多个用户之间的广义斯塔克尔伯格博弈模型,其中,微电网作为博弈的领导者,以最大化收益为目标优化电价,引导用户调整用电策略,用户作为博弈的追随者,以最大化各自的效用函数为目标,在给定电价下决定用电策略,并影响电价制定。将广义纳什均衡问题转化为变分不等式,并采用固定步长的投影算法和最佳响应算法进行求解。某社区微电网的实例验证了所提模型的有效性。     

基于多方势博弈的综合能源系统运行优化

随着居民用能量的不断升高,综合需求响应已经成为保障上级能源网安全稳定、提高能源转换效率和挖掘需求侧潜力的重要手段。针对考虑综合需求响应的综合能源系统中各方参与者最优决策问题,文章基于势博弈理论建立了以各方收益最大为目标的运行优化模型。模型在考虑电、热、冷多能互补的前提下,引入综合能源系统运营商并和用户、上级能源网进行交互。构建了模型对应的势函数,将求解模型的纳什均衡转化为求解势函数最优值,并采用分布式优化算法求解。仿真模拟结果表明,所建模型可以较快求得纳什均衡解,在用户利益不受损的前提下增加了运营商的收益,削减了峰谷差,提高了电网稳定性。     

基于纳什议价的多微网综合能源系统分布式低碳优化运行策略

针对当前多微网能源交易中未充分考虑供能侧与需求侧的互动关系,且随着碳交易市场的全面发展,多主体在碳交易机制下能源交易时的利益交互关系需深入挖掘等问题,提出一种基于纳什议价的多微网综合能源系统分布式低碳优化运行策略。首先,综合考虑多微网综合能源系统能源交易中各微网运营商以及用户的利益诉求,基于纳什议价理论构建碳交易机制下多个微网运营商与代表整个多微网用户侧利益的负荷聚合商的合作运行模型。其次,在证明所提纳什议价模型可以最大化社会效益的基础上,将原问题转化为易于求解的两个子问题,运用交替方向乘子法先后对两个子问题进行分布式求解,在交互有限信息的基础上达到博弈均衡,充分保证了各交易主体的信息隐私。最后,通过算例对比证明了所提方法在减少碳排放、提升个体效益和社会效益上的有效性,并深入分析了在碳交易机制下多主体合作运行减少碳排放的综合原因。     

基于双层Stackelberg博弈的微能源网能量管理优化

提出了基于双层Stackelberg博弈的"供电公司–微能源网–用户"能源交易模型与求解算法。通过分析供电公司、微能源网和用户的博弈目标与策略,从理论上证明了该博弈存在唯一的Stackelberg均衡解,并求解了其均衡策略。在上层博弈中,供电公司作为领导者通过调整售电价格来刺激微能源网购电,微能源网作为跟随者,以最小化产能成本为目标,根据电价来决定购电量;在下层博弈中,作为领导者,微能源网根据用户的实际用能需求来制定售能价格,而用户作为跟随者,则调整用能策略以平衡购能支出和用能体验。经算例验证,所提的双层博弈方法可有效求解各参与者的均衡策略,并具有良好的收敛性和经济性。     

基于主从博弈的工业园区综合能源系统互动优化运行方法

提出一种将经济运行和辅助服务(削峰响应)有机结合的Stackelberg主从博弈模型,来实现对含多参与主体的工业园区综合能源系统的互动优化。首先,针对工业园区综合能源系统建立了用户负荷模型、用户效益模型、运营商收益和成本模型。其次,建立了互动优化运行的Stackelberg主从博弈模型,模型中作为跟从者的用户通过调整可平移负荷、可削减负荷以及变化的热负荷来响应运营商发起的削峰需求,而作为主导者的运营商对于用户响应做出反馈,调整削峰补偿价格,二者均以自身利益最大化作为目标,直至达到博弈均衡。证明了均衡解的存在性并设计双层分布式求解算法求解模型。最后,以中国南方某实际工业园区作为算例进行分析,论证了所述方法的有效性。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

智能住宅小区的需求响应主从博弈模型

针对含有多个售电商的智能住宅小区,建立了售电商和用户之间的主从博弈模型。在该模型中,用户间的电力消费行为用含有个人隐私的演化博弈模型进行模拟,售电商之间的价格竞争通过非合作博弈模型进行模拟。同时证明了该博弈模型均衡解的存在性并设计算法进行求解。数值结果表明所提出的算法能够快速收敛且具有可扩展性,同时售电商和小区用户之间基于价格的需求响应行为有利于实现电力供需平衡,从而维持智能小区电力系统安全运行。     

基于双层Kriging元模型算法的多产消代理商主从博弈能量管理模型

分布式能源的蓬勃发展为建设低碳高效的能源系统提供了新的途径,但同时也带来用户侧行为随机、能量管理困难等难题.为实现用户侧低碳能源系统的柔性调控与高效管理,提出产消代理商的概念,并对其具体含义作了详细说明.在此基础上,为进一步实现用户侧清洁能源的就地消纳并促进多产消代理商间的能量共享,构建了市场运营商(MO)和多产消代理商间主从博弈模型.该模型中,MO作为博弈的领导者,通过电价优化引导产消代理商的购电/售电行为;而产消代理商作为博弈的跟随者,在收到MO制定的电价后,以最小化用电成本为目标对内部各聚合单元进行优化.同时,为克服下层模型中由布尔变量带来的求解困难问题,采用双层Kriging元模型算法实现博弈模型的求解,减少了下层模型的调用次数,显著提高了计算效率.算例验证了所构建模型的有效性.     

基于多主体主从博弈的负荷聚合商经济优化模型

在未来电力市场环境下,针对具有不同利益诉求的主体实现经济优化调度问题,基于电价型需求响应与主从博弈,提出了以负荷聚合商经济效益最大、电动汽车与空调各自用电成本最低、分布式电源运营商经济效益最大为目标的经济优化模型。通过优化负荷聚合商发布的电价信息、调整电动汽车与空调各自用电策略以及改变分布式电源运营商售电策略实现纳什均衡。利用仿真验证了所提模型在优化各主体经济性的同时能有效降低负荷峰谷差,提高新能源利用率。     

新能源消纳与用户侧响应主从博弈的配电网智能软开关选址策略

分布式电源接入配电网后,配电网调控能力不足导致新能源消纳水平低、用户支出经济性指标差,提出一种新能源就地消纳和用户支出主从博弈的配电网智能软开关选址策略的嵌套模型和方法。外层建立以新能源渗透率最大、电能质量指标最佳且计及传统调控手段的模型结构;内层考虑新能源用户消纳的分时电价、储能装置充放电成本和日运行费用因素,构建能满足用户支出成本最低的需求响应模型。调用CPLEX求解器求解混合整数非线性规划模型,用户侧与配电网侧模型通过反复博弈优化决策变量,主从博弈内层优化采用改进粒子群优化算法加快收敛速度。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行分析,验证了所提智能软开关选址策略的有效性。     

电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型

如何解决电网购电成本最小化目标与发电商收益最大化目标相矛盾的问题，是新能源消纳研究的重要课题。针对寻求矛盾的均衡解问题，提出了一种在电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型。首先根据一主多从博弈理论，将电网作为博弈主体，并引入新能源消纳惩罚成本，以购电总成本最低、解决弃风弃光问题为目标；然后将各发电商作为博弈从体，以售电收益最高为目标，构建一主多从电力市场博弈模型；最后通过改进型自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法解出该模型的Stackelberg-Nash均衡解。仿真结果表明，所提出的模型能使博弈各方获得利益的最优分配，并能有效解决弃风弃光问题。     

基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置

随着越来越多微电网协同运行,微网与微网间、微网与配网间电能交互过程愈发复杂,同时也影响着微网运营商及配网运营商的投资利益。为了探索两者间联合投资的最佳规划策略,提出一种基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置方法。首先,在多微网系统模型基础上,构建考虑多微电网运营商运行成本、经济收益,以及配电网运营商投资微电网成本、延缓配电网升级及售购电收益的函数模型。然后,分别以多微网系统支付函数最小和配网收益最大为目标建立主从博弈模型,并提出自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法,求解多微网系统分布式电源最优配置。最后,通过4组方案进行对比实验,证明了所提规划方法能更好地平衡多微网运营商和配网运营商间的收益。     

基于主从博弈的配电网-多综合能源系统协调规划

为充分利用综合能源系统(IES)潜在的可靠性价值,延缓电网投资,降低供能成本,提出一种基于主从博弈的配电网-多IES协调规划模型。确立配电网投资运营商(DSO)与IES投资运营商在供需互动下的主从博弈关系;利用奖惩协议提出考虑可靠性差异的DSO电价定价模型,在价格机制作用下,建立主从博弈规划模型,上层领导者DSO以利润最大为目标同时优化电价制定和扩展规划策略,下层跟随者各IES投资运营商以成本最小为目标同时优化规划和运行策略;通过算例验证了主从博弈规划方法能够提高各主体的经济效益,降低整体供能成本,同时分析了用户可靠性需求变化对各主体投资规划以及整体供能成本的影响。     

基于二层规划的用户侧能源互联网规划

针对能源系统规划中对多个供能区域的协调互济及多能流联合调度考虑不足的现状,研究基于二层规划的用户侧能源互联网规划方法。首先,梳理供能系统结构,对各能量单元建模,并分析用户侧能源互联网内的负荷特性;其次,综合考虑多种能源互联、多个供能区域协调互济及多能流联合调度,建立用户侧能源互联网的二层规划模型,上层以年费用最低为目标,各能量单元的安装容量为优化变量,下层以年运行费最低为目标,各时段能量单元的调度值为优化变量;最后,采用精英保留策略遗传算法对上层规划模型求解,下层为0-1混合整数线性规划模型,采用分支定界法求解。算例表明:所提规划建模方法具有可行性和有效性;多能流联合调度、多区域协调互济可以大幅削减年费用,还可缓解负荷与燃机热电比不匹配等问题;通过多种能源网络实现互联较通过单一电网或热网互联更经济。