考虑多产消者差异化特征的社区微网系统P2P交易机制设计

随着分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,社区微网系统(community microgrid system,CMS)中用户已经从传统的消费者转变为具有电能生产/消费行为的产消者。在此背景下,通过引入点对点(peer to peer,P2P)能源交易机制,实现社区微网系统中的产消者自主能量管理以及自主竞价策略最终达成P2P能量交易。首先,考虑产消者的差异化特征,对CMS内部资源自主形成的4种典型类型的产消者进行整合和建模。然后,基于连续双边拍卖机制搭建了日前阶段多类型产消者P2P能量交易框架,各产消者考虑历史交易决策信息以个体利益最大为目标,并通过交互有限的信息,在产消者之间互相发起交易请求,实现CMS内产消者之间P2P能量交易。针对在交易过程中产消者可能出现的隐私性保护,提出基于多段报价机制的P2P竞价策略,既能降低交易方的信息暴露风险,又能减少单次竞价决策的风险度,保证产消者收益稳定。最后,通过算例验证文中设计的P2P交易机制能够有效保护产消者的交易隐私性的同时,提高其经济效益。     

基于信息间隙决策理论的产消者多市场产品分布式交易

随着分布式资源接入配电网比例的不断提高和分布式发电市场的逐步完善,海量分散性灵活资源将在电网调度中发挥巨大作用。文中针对聚合多类型分布式资源的产消者,提出考虑不确定因素的产消者电能量、碳排放权和备用容量多市场产品分布式交易及收益分配方案。首先,计及配电网的运行约束,构建产消者电能量、碳排放权和备用容量的分布式交易模型;其次,考虑产消者内部分布式光伏发电的不确定性,提出基于信息间隙决策理论的产消者鲁棒模型和机会模型;然后,为分配产消者分布式交易的收益,提出基于广义纳什议价的产消者市场清算模型和收益分配方案;最后,通过仿真算例验证所提方法能在兼顾经济性和安全性的同时保证产消者收益的公平分配。     

基于分布式分支界限算法的产消者联盟电能交易策略

随着分布式能源在配电网中的高比例渗透,产消者作为新型主体参与市场竞争日益受到关注。基于合作博弈的产消者联盟电能交易可增加产消者的整体收益,产消者采用动态联盟结构可提升对环境变化的适应协调能力。为此,提出基于多代理系统（MAS）的产消者联盟运行框架,以及在此框架下产消者联盟电能交易的双层优化模型。上层模型使用分布式分支界限算法求解最优联盟结构下的产消者电能交易策略;下层模型根据更新的交易电价调整产消者购售电计划。最后通过仿真算例验证了所提方法的合理性、有效性及模型的可扩展性。     

基于产消方式的互联微网协同自治运行策略

随着分布式电源在用户端的广泛接入,互联微网间的调度问题将呈现非合作特性,难以直接通过集中优化求解。鉴于此,文中结合电力市场双边交易机制,提出了一种基于产消方式的互联微网协同自治运行策略。该策略充分尊重市场运行的客观规律,通过挖掘电力供需本质以及主动能量管理为配电网的经济优化调度提供依据。针对该策略设计了一种双层优化算法:下层优化问题通过计算微网系统自治状态下的节点边际电价和需求曲线以寻求互联微网协同运行的平衡点;上层优化问题基于原—对偶内点法对微网出力及联络线功率进行优化。算例仿真结果验证了互联微网分散协同运行策略的正确性及其用于主动配电网实时优化调度的有效性。     

基于集中-分散交易机制的多产消者两阶段鲁棒优化模型

针对产消者参与电力市场交易过程中的不确定性,提出一种多产消者两阶段鲁棒集中-分散交易模型.考虑产消者之间可进行点对点分散交易,建立多产消者集中-分散市场交易模型;考虑光伏出力不确定性对交易策略的影响,构建多产消者两阶段鲁棒市场交易模型;采用Nash谈判法实现多产消者合作剩余的公平分配.仿真算例验证了所建模型的有效性.     

基于交互能源机制的电动汽车充电站日前能量优化管理

针对光伏充电站能量优化管理问题,现有研究大多以电网为主体,而较少考虑其具备的产消者特性。为此,结合交互能源机制,提出了一种含光伏发电的电动汽车充电站日前能量优化管理方法。在初步保证配电网安全稳定运行的前提下,建立考虑光伏电源不确定性问题的充电站电能分布式交易模型。其次,利用拉格朗日分解原理和次梯度法进行求解得到日前电能计划,实现了电动汽车充电站间能量的优化共享和可再生能源的就地消纳,同时也保护了充电站信息隐私。最后,通过算例分析证明了所提模型的合理性和有效性。     

基于交互能源机制的产消者能量管理方法

光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。     

基于区块链技术的产消者P2P电能智能交易合约

随着分布式资源比例在配电网中不断提高,如何为拥有源荷二重属性的产消者提供低信任成本交易平台和经济性高的智能合约是一个重要的问题。具有分布式特点和工作量证明(proof of work,PoW)安全机理的区块链技术被认为是目前最为适合分布式能源交易的工具之一。针对多产消者电能交易问题提出了区块链技术支撑的P2P智能合约。首先,建立了产消者的资源量化模型;其次,提出了基于P2P思路的产消者日前合约制定方法,产消者通过拉格朗日解耦原理和次梯度法对电能计划函数进行求解,期间根据价格更新函数在辅助区块链上实现信息交互,充分保护了用户的隐私安全,最终日前交易结果将存入内容可追溯的区块链账单中;在实时环节,全体产消者基于满足激励相容理论的VCG(vickrey-clarke-groves)规则对可能存在的功率偏差进行P2P电能交易,并将达成共识后的交易结果计入账单,在保证满足实时交易时限的同时提供了结算方便的区块链代币;最后通过算例验证了所提智能合约的有效性。     

计及电动汽车及多类需求响应的电力用户能量管理鲁棒模型

近年来,分布式能源呈规模化并网运行,导致传统电力用户从单纯的电能消费者逐步演变为兼具电能生产与消费能力的产消者,并可在市场电价的引导下有序参与市场交易。然而,受自身容量的限制,产消者难以承受市场电价波动性、光伏出力随机性带来的风险。为此,提出了一种基于鲁棒优化的产消者能量管理模型,首先构建了含电动汽车以及多类需求响应资源的产消者能量管理模型;在此基础上,考虑电价波动性以及光伏出力的随机性,构建了计及电价、光伏不确定性的产消者能量管理鲁棒模型,分析了鲁棒系数对产消者整体效益以及能量管理策略的影响。最后,采用改进灰狼算法实现了模型的高效求解。     

考虑光伏产消用户无功辅助服务的配电网优化调度EI北大核心CSCD

分布式光伏产消用户大量接入配电网,其并网逆变器无功功率控制的灵活性,使得产消用户的无功功率可作为良好的资源参与配电网无功电压优化。为此,在考虑产消用户提供无功辅助服务能力的基础上,提出了一种含产消用户群配电网双层优化模型。上层以配电网为主体,产消用户群为从体,建立“网–群”优化模型,主体针对自身经济效益制定有功及无功电价,引导从体优化有功和无功出力;下层以产消用户群为甲方,产消用户为乙方,计及有功和无功的耦合特性,甲方在设计合约条目中考虑乙方提供无功辅助服务的能力,基于合约理论建立“群–户”合约模型,激励乙方调动自身资源参与无功合约交易。通过搭建IEEE33节点系统进行算例分析,结果表明,所提方法能够充分挖掘产消用户的无功资源,实现资源优化配置,保障“网–群–户”各主体利益。     

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.     

面向多微网协调交易的多方共治决策方法

为实现多微网系统间能源交易方案的可选择以及量化评估分析,提出了一种面向多微网能源协调交易的共治决策方法。将多微网系统中的各微网看做对等的能量管理实体,各微网均可提出能源交易方案或对方案进行打分评估,由此构建不含中央管理单元的分散式决策和分布式能量管理架构。为验证所提架构的有效性,设计了合约、价格和点对点3种交易方案供参考分析。所提优化方案由其余微网以经济性、公平性、环保性和安全性为评估指标进行评估打分,并采用层次分析法和熵值法确定主客观权重,应用组合赋权法综合决策选出最优执行方案,从而实现多微网能源协调交易的共治决策。算例仿真展示了共治模式下各优化方案的结果,根据评估指标对各方案进行对比分析,通过综合评估选出本次交易执行方案,验证了所提方法的有效性。     

基于双层演化博弈模型的多区域点对点能源共享机制

随着分布式资源在配电网中渗透率不断提高，如何实现分布式资源的本地利用显得尤为重要。此外，产消者数目逐渐增多，区域内和多个区域间的能源共享是充分利用负荷侧资源的有效方式。考虑到现有多区域共享机制的不足及产消者在多区域能源共享中的复杂行为，提出了一种基于双层演化博弈的多区域点对点能源共享机制。首先，利用Newman快速算法将配电网划分为多个区域，并提出了一种改进的基于供需比的区域价格机制。接着，基于买卖双方的演化博弈模型，构建了多区域点对点能源共享机制，以实现多区域产消者间的能源共享。配网运营商利用跨区交易费用和基于节点电价的价格调控信号对能源共享进行管理，从而更好地实现多个区域的供需平衡。最后，在IEEE33节点系统中进行了算例分析，验证了所提机制的有效性。     

基于核仁聚类估计和数据驱动分布鲁棒优化的海量异构产消者联盟能量管理策略

随着分布式资源接入技术和可交易能源市场的快速发展,海量异构多能产消者电热能源共享和源荷强不确定性给联盟能量管理带来极大挑战。基于此,提出一种基于核仁聚类估计和数据驱动分布鲁棒优化的海量异构多能产消者联盟能量管理策略。该方法以联盟及个体在多重不确定性影响下的社会福利最大为目标,建立了考虑电热网络动态差异性的海量产消者能量管理模型,以解决联盟能量管理可扩展性、公平性和隐私性难以兼顾的问题。另外,考虑到核仁计算的复杂度和源荷不确定性的不利影响,分别提出了基于高斯混合聚类的核仁估计方法和基于数据驱动Wasserstein距离的分布鲁棒优化模型,实现了模型求解速度与精度的均衡。算例结果表明,所提方法有效提升了产消者联盟在多重不确定性影响下的社会福利,实现了联盟能量管理可扩展性、公平性和隐私性的均衡,促进了更多的产消者参与本地能源点对点(peer-to-peer, P2P)交易。     

基于主从博弈理论的社区微电网-配网能量交易模型研究

随着全球环境污染问题及化石能源短缺问题日趋突出,分布式光伏大量接入配电侧导致微电网环境下的能量管理愈发困难.为实现微电网能源高效消纳及资源合理配置,提出了一种基于主从博弈的能量交易优化模型.针对光伏产消型社区微电网建立一种新型区域电力市场模型,并根据电网分时电价模型及内部交易电价模型提出市场交易模式选择方案.提出基于数据驱动的产消者负荷模型,并搭建用户经济模型.基于主从博弈理论提出售电用户(主导方)与购电用户(随从方)的博弈模型,并结合微分进化算法提出该模型的求解流程.算例验证了该优化模型对于提升社区收益、促进能量消纳的有效性.     

电力P2P交易中计及社会福利的产消者合作联盟

随着分布式清洁能源发电技术的发展,传统电力用户逐渐转变为电能产消者,并可采用合作联盟形式参与电力P2P(peer to peer)交易,促进分布式清洁能源就地消纳。该文通过从源端和传输端分别核算碳减排量的方法,构建一类考虑经济效益和环境效益的社会福利函数,研究分布式电能产消者通过合作联盟形式实现社会福利最大化的途径。设计一种依据产消者对联盟社会福利贡献值分配合作剩余的机制,激励产消者合作的积极性以维持联盟的稳定。算例分析表明：相较于P2G(peer-to-grid)交易和非合作P2P交易,产消者以合作联盟方式参与电力P2P交易的社会福利分别提升了62.62%、33.79%。因此,以市场化的方式组建合作联盟参与电力P2P交易并合理分配利益,可挖掘分布式清洁能源就地消纳的潜力,促进能源消费的绿色低碳转型。     

考虑需求响应的互联交直流混合微电网的分布式经济调度模型

交直流混合微网能够高效集成分布式电源和柔性负荷,开放共享的互联系统能够通过功率共享机制进一步提高多微网的可靠性和经济性。提出了考虑需求响应的互联交直流混合微电网的分布式经济调度模型。对于单个微网,建立了考虑需求响应的优化模型来降低自身的运营成本,并通过添加备用容量约束来应对微网中的不确定性。对于整个互联系统,直流网络通过协调各微网的边界信息来优化潮流分布,降低网损。整个优化问题以分布式的方式进行求解,微网内部的负荷资源被充分协调,各微网仅需提供有限的边界信息,用户隐私被充分保护。算例结果证明了所提调度模型的有效性。     

面向能源社区能量管理的配网产消者分布式优化调度

随着售电侧市场的逐步放开和分布式资源在配电网中渗透率的不断提高,电力市场和配电网运行面临新的机遇与挑战。在此背景下,该文针对兼具电能生产和消费能力的配电系统产消者,以交互能源机制作为提升系统运行经济性与安全性的手段,提出了面向能源社区的能量管理模型,利用配电网的天然网络特性,通过图论对能源社区配网拓扑进行细化建模。在计及电网运行约束的条件下,建立以能源社区运行成本最小的日前优化调度模型。针对能源社区中大规模产消者需求响应运行决策问题,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)制定能源社区分布式优化调度策略;针对大规模产消者优化策略迭代计算问题,提出良好契合网络模型的分支节点并行求解算法,进一步降低运算和通信负担。最后通过算例验证了所提模型的有效性。     

局域能源市场多产消者P2P交易框架设计

随着局域能源市场中分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,具有电能生产/消费行为的产消者得到了广泛关注与研究。在此背景下,为提高小规模能源在局域能源市场中的就地消纳能力,设计了一种面向局域能源市场中多产消者的点对点(P2P)日前市场交易框架。在局域能源市场建立了P2P市场交易平台,并对产消者的基本特征进行了归纳分析,提出了典型的产消者组合类型;在产消者层面,采用供给函数均衡模型对产消者竞价行为进行建模,确立了含多产消者的P2P交易平台参与局域能源市场交易;采用连续双边拍卖机制对产消者之间进行P2P匹配,并确定交易过程中的拍卖价格和交易价格。最后,通过算例验证了所提P2P交易框架的有效性。     

交互能源机制下的电力产消者优化运行

随着能源结构与电力系统运行方式发生巨大变化,交互能源机制下的电力产消者优化运行研究得到了广泛关注。首先对电力产消者的类型、基本特性进行了分析与归纳,提出了电力产消者的典型运行框架,明确了不同运营商可能的功能与权责。随后,从电力产消者的资源灵活性预测模型、基于市场交易模型的协调策略、优化运行模型求解技术以及信息的采集、传输与处理4个方面对基于交互能源机制的产消者优化运行关键技术研究进行了概述与归纳。最后,考虑当前的发展趋势指出了存在的关键问题以及未来的研究发展方向。