考虑碳排放分摊的综合能源服务商交易策略

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了多综合能源服务商合作博弈运行模型,将综合能源服务商碳排放成本引入优化目标函数,并利用分布式算法求解最优能源交易量和交易费用。基于由修改的IEEE 39节点电网和12节点气网构成的多综合能源服务商系统进行仿真分析,验证了所提模型和方法的有效性。     

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。     

基于双层优化的综合能源服务商博弈策略

随着更为高效的综合能源系统的推广以及能源交易市场化的进行,多种能源的价格和交易呈现出越来越强的耦合性和关联性,综合能源市场逐渐成为研究热点。综合能源服务商作为综合能源市场的核心成员之一,其市场行为和策略会对综合能源市场产生巨大影响。针对综合能源市场内多个综合能源服务商间的博弈竞争行为,建立了综合能源服务商最优竞价策略的双层模型,其中,上层为综合能源服务商间的博弈模型,下层为电力和天然气市场出清模型,并采用对角化算法对其进行求解。在上述模型的基础上,设定每个综合能源服务商的极限竞价策略集合,并计算每个综合能源服务商每个极限竞价策略下的市场出清结果,从而对每个综合能源服务商竞价策略对综合能源市场出清的影响进行定量分析。最后,通过算例仿真计算验证该模型及求解方法的有效性和可行性。     

基于非合作博弈与收益共享契约的能源服务商定价策略

随着能源互联网的快速发展以及自由化能源市场改革的深入,能源供应链管理与能源的实时平衡对于综合能源系统的稳定运行具有重要作用。在此背景下,提出了一种包含能源公司、能源服务商和用户的综合能源市场定价机制。以能源服务商利益最大化为目标,建立了基于零售价格弹性的能源服务商的非合作博弈模型。能源服务商通过收益共享契约参与能源供应链的管理,同时能源服务商选择能源公司提供的合同条款,以保证自身利润最大化。利用Nikaido-Isoda函数将能源服务商之间的非合作博弈模型转化为最优问题进行求解,并证明了纳什均衡解的存在性和唯一性。通过仿真证明了所提出的模型和方法能够实现以能源服务商为中心的综合能源系统中多方收益的均衡,并着重分析了不同的收益共享因子对能源公司、能源服务商和能源供应链收益的影响。     

配电侧多微电网日前电能交易纳什议价方法

随着售电侧电力市场改革的不断深入,研究配电侧多微电网之间的电能交易问题对提升区域经济性具有重要意义。针对该问题,提出一种多微电网电能交易纳什议价方法。该方法以微电网运营商与配电运营商直接交易的最优运行成本作为纳什议价的谈判破裂点,考虑电能在配电网中传输的过网费成本,构建多微电网议价交易的合作博弈模型。并将博弈均衡求解问题转换为2个连续子问题,采用交替方向乘子法进行分布式求解。最后,通过案例分析验证了所提方法对降低多微电网运行成本的有效性。     

多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略研究

随着综合能源系统的发展及其市场化运行的推进,研究多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略,具有重要的理论和现实意义。首先建立多个综合能源服务商与电力、天然气市场互动的双层决策模型,其中上层模型描述发电商和天然气商以供应函数投标方式分别参与电力、天然气市场竞争的博弈行为,下层模型描述多个综合能源服务商响应电力、天然气市场价格,进行购电、购气、用电、用热策略以及天然气调度策略决策的综合需求响应行为。利用势博弈理论求解该双层模型,将上层模型的求解转化为电力、天然气市场序数势函数的求解,将下层模型的求解转化为精确势函数的求解,并从理论上证明了双层模型解的唯一性。在此基础上,考虑到实际应用中信息的不完全性,利用分布式算法对模型进行求解。最后算例仿真表明,采用综合需求响应能减小电力、天然气市场的价格差异,增加需求侧利润,增加社会福利,提高平均用电效用系数和平均气转电效率,均能增大社会福利。     

基于用户需求响应的综合能源交易机制研究

针对多能源协同规划、共同运行的能源系统发展趋势,提出了一种含有电能、热能和氢能的综合能源市场交易机制,以促进综合能源系统的发展。市场参与者为拥有可以供给多类型能源的能源转化设备的综合能源服务商和具有灵活需求响应能力的用户。为解决市场参与方和参与者之间相互竞争博弈问题,建立了上层为综合能源服务商之间的对能源销售价格竞争的非合作博弈,下层为多用户之间的演化博弈的双层博弈模型。同时,根据综合能源服务商与用户间的交易次序,构建了二者之间的Stackelberg 主从博弈模型。通过算例分析验证了该综合能源交易机制不仅可以使市场交易在多能源之间得到耦合,提高能源使用效率,还可以促进用户负荷的灵活响应,降低负荷峰值,提升用户效益。     

考虑碳排权供求关系的多区域综合能源系统联合优化运行

随着全国碳排放权交易市场的开放,研究碳交易对于多区域综合能源系统的低碳经济运行具有重要意义。首先,针对目前碳交易成本计算既没有计及碳排权购买量约束,也没有考虑区域综合能源系统之间碳排权供求互动的问题,提出一种考虑碳排权供求关系的碳交易成本联合计算方法;然后,计及区域综合能源系统之间的功率交互,建立了基于纳什谈判的多区域综合能源系统合作博弈模型;接着,将合作博弈问题分解成两个子问题分步求解,并采用控制变量法分析了碳交易成本联合计算与区域综合能源系统之间功率交互对系统的影响;最后,通过三区域综合能源系统仿真算例进行多场景对比分析,结果表明所提模型在显著降低经济成本的同时能够避免碳排放超标。     

基于三层博弈的社区综合能源系统电热交易策略

随着综合能源系统逐渐向智能化、清洁化、去中心化转型,发用电一体的产消者应运而生。为实现综合能源系统可再生能源的充分消纳,提高各主体的交互效益,提出基于三层博弈的社区综合能源系统电热交易策略。首先,建立基于社区合作博弈嵌套的综合能源运营商与能源社区主从博弈模型,运营商以最大化自身效益为目标制定分时电价、热价并传递给能源社区。能源社区响应运营商的电热决策,以消费剩余最大为目标制定与其他社区的交互策略,确定购能需求并传递给运营商。其次,为降低综合能源运营商碳排放,充分消纳各运营商的资源剩余,建立多综合能源运营商的纳什谈判模型。然后,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将模型进行转化,并利用McCormick法进行凸松弛。最后,采用交替方向乘子分布式算法对模型进行求解,通过算例验证了所提策略能够有效提升各主体交互效率、降低综合能源系统碳排放、提高各主体效益。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型,通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题,通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后,在每次迭代中,各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略,并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调,以达到全局一致性。结果表明,该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升,有效促进了可再生能源的消纳水平,平衡了各参与者的利益,同时降低了能源成本。     

多运营主体微电网日前经济优化调度纳什议价方法

在开放的电力市场环境下,微电网内部各运营主体间可进行电能交易。以微电网内部各运营主体与配电网单独交易时的成本作为谈判破裂点,提出了一种基于合作博弈理论的多运营主体微电网日前经济调度纳什议价方法,该方法可在使各运营主体获得帕累托最优成本的同时实现微电网系统的成本最小化。依据该方法建立的纳什议价模型为非凸非线性模型,不易直接求解,将其分解成两个凸的子模型并采用ADMM算法依次求解以起到保护运营主体隐私的作用。仿真给出了议价前后微电网内部各运营主体的成本对比,并进一步分析了孤岛模式下多运营主体间的纳什议价策略。     

基于博弈论的城镇能源互联网多市场主体收益模型

能源互联网中存在多能源交易及多市场主体,建立合理的多市场主体成本收益模型是亟待解决的难题之一。主要针对城镇或区域级能源互联网,其交易场景为电网公司、热电厂和大用户三个市场交易主体。热电厂作为电热能源耦合元件,采用以热定电的典型运行模式供能并报价;电网按过网服务费形式报价;大用户根据前两者报价,选择与热电厂或电网公司交易热能与电能。在该交易机制下建立了计及热电耦合的三方非合作博弈收益模型,证明了该博弈模型存在纳什均衡,并提出了相应求解方法。通过算例分析,得出在电热多能源交易系统中的纳什均衡范围,解释了纳什均衡的物理意义,并分析了各主体收益参数对该博弈论纳什均衡分布的影响。     

基于议价能力的风-光-CHP多主体优化运行策略

针对综合能源系统中主体的个体理性未被充分考虑,以及电力系统越来越重视可再生能源消纳和降低碳排放量的问题,提出了一种考虑议价能力的风-光-热电联产(combined heat and power, CHP)多主体能源系统优化运行策略。首先将综合能源系统划分为风电主体、光伏主体和热电联产(combined heat and power, CHP)主体,构建其合作运行模型,并在CHP主体中增加电制氢技术和阶梯型碳交易机制;然后,基于纳什谈判理论建立了风-光-CHP多主体合作运行模型,并由于所提合作运行模型的非凸性,将其分解为系统运行成本最小化问题(P1)和交易支付问题(P2);在P2中,提出考虑经济和环境增幅的议价能力模型,各主体根据自身议价能力来实现收益的公平分配;最后,为了保护各主体合作时的隐私,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM),对P1和P2进行分布式求解。结果表明：考虑议价能力的风-光-CHP优化运行策略不仅可以实现合作收益的公平分配,而且能有效缓解弃风、弃光和碳排放问题。此外,验证了电制氢技术相比...     

区域综合能源系统供需双侧多能博弈互动策略

随着综合能源市场化的持续推进,区域综合能源系统中各能源主体交互不断深入,能源枢纽作为多种能源转换传输和交易的纽带,实现了不同能源主体之间的耦合。在此背景下,提出一种基于能源枢纽供需双侧多能博弈互动的优化策略。文中建立了源枢纽供需双侧博弈模型,在供给侧与能源经销商进行购能博弈,在需求侧与用户进行售能博弈。证明了博弈模型存在唯一的纳什均衡解。算例结果证明了所提模型具有较好的收敛性,多种能源参与的供需双侧博弈可使得能源经销商和能源枢纽的收益更高,同时储能设备的引入有利于实现源-荷-储协同优化运行。     

基于纳什谈判考虑能源共享的区域综合能源系统优化配置

为了解决“双碳”背景下考虑能源共享的多区域综合能源系统协同规划和分属于不同投资主体的综合能源系统利益竞争问题，提出了基于纳什谈判合作博弈理论的多综合能源系统联合规划方法。首先，建立考虑碳交易和各主体间电能共享的配置与运行优化模型。在此基础上，建立基于纳什谈判的多主体合作规划模型，将其转化为社会成本最小化和支付效益最大化两个子问题，并构造两个子问题的增广拉格朗日函数。其次，为了保护规划阶段各主体的数据隐私以及提高算法计算的容错性，采用交替方向乘子分布式算法求解两个子问题的纳什均衡解。最后，通过算例结果表明各主体经过合作规划后，可以明显地降低各主体的规划成本，且保证各系统的可靠运行，验证了所提合作规划模型和方法的有效性。     

基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略

园区综合能源系统优化运行需兼顾不同主体利益,但传统集中式优化方法难以描述各主体之间的交易互动。本文提出了一种基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略。首先,构建了以能源供应商(源侧)、园区服务商和园区用户(荷侧)为主体的园区综合能源系统整体框架;其次,建立了3个主体的详细模型;然后,利用Stackelberg博弈方法分析源、荷两侧的能源供应商、园区服务商与园区用户之间的交易互动,并以能源供应商、园区服务商各自收益最大和园区用户综合成本最小为目标,求解源、荷双侧博弈的纳什均衡点;最后,通过算例仿真,验证了所提方法能够有效提高系统中各主体的经济收益。     

基于多主体博弈的园区综合能源系统优化方法

针对多个园区综合能源系统间存在能源浪费及利益冲突的问题,首先提出了考虑多主体博弈的园区综合能源系统双层优化模型,其中上层模型利用多个园区间经济关系进行合作博弈,得到园区间交互能量功率并将所得功率传输给下层模型,下层建立多目标合作博弈模型进行设备调度并反馈能源需求。其次,上下层合作博弈皆采用交替方向乘子法进行解耦,并交替迭代得到最优策略方案。最终利用Shapley值法进行利益分配。结果表明,园区多主体间的合作可以有效提升园区综合能源系统经济效益。实现多能源灵活调度及能源系统经济效率提升。     

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。     

基于合作博弈的多区域综合能源系统优化调度

为了提高能源利用效率,近年来综合能源系统（IES）受到越来越多的关注。在多区域IES互联体系下,从概率论角度提出了综合能源互联系统利益分配机制。首先构建了多区域IES在合作博弈下的联盟总日运行费用模型,模型中计及了不同区域IES间可通过微电网和微热网实现电能和热能的交互;其次,从概率论角度分析了联盟形成的条件概率并构建了个体IES边际贡献模型,进而提出了IES合作博弈分配机制;最后,基于案例分析对所提机制的有效性进行验证。仿真结果表明,所提利益分配机制可保证能源互联系统中各IES均能够获益,保证了联盟利益分配的合理性和公正性。