基于多方合作博弈及梯级化的电能替代效益分析EI北大核心CSCD

电能替代对提高电能在终端能源消费中的比重,推动节能减排具有重大意义。首先,针对潜在群体化用户参与电能替代项目的次序问题,提出了用户群梯级化替代机制。其次,构建了基于多方合作博弈理论的电能替代效益分析模型,并在Pareto面上进行Nash均衡分析。最后,以云南曲靖地区以电替煤烤烟项目为例,采用改进交互式NSGA-II算法得到Nash均衡解。仿真结果表明,被替代的用户群密集程度是博弈中影响各方收益的重要因素。经算例验证,所提的博弈方法可有效求解各参与者的均衡策略,同时可推动电能替代项目的开展,并为相关政策的制定提供科学依据。     

基于多方合作博弈及梯级化的电能替代效益分析

电能替代对提高电能在终端能源消费中的比重,推动节能减排具有重大意义。首先,针对潜在群体化用户参与电能替代项目的次序问题,提出了用户群梯级化替代机制。其次,构建了基于多方合作博弈理论的电能替代效益分析模型,并在Pareto面上进行Nash均衡分析。最后,以云南曲靖地区以电替煤烤烟项目为例,采用改进交互式NSGA-II算法得到Nash均衡解。仿真结果表明,被替代的用户群密集程度是博弈中影响各方收益的重要因素。经算例验证,所提的博弈方法可有效求解各参与者的均衡策略,同时可推动电能替代项目的开展,并为相关政策的制定提供科学依据。     

计及用户需求响应的区域电网多主体优化运行策略

为提高百色区域电网运营效益和降低能耗用户的用电成本，促进可再生能源的消纳，提出一种计及能耗用户需求响应的区域电网双层优化调度策略。首先，分别以区域电网运营效益最大和能耗用户总用电成本最低为上下层优化目标，并通过上下层的迭代求得运营商最大收益和能耗用户最低用电成本；然后，基于合作博弈理论，采用核仁效益分摊法分配区域电网运营商收益；最后利用区域电网典型运行数据作为算例验证所提优化模型和效益分摊方法的有效性。     

基于纳什议价理论的分布式绿色电力交易优化分析

为促进分布式绿电的市场化消纳,提高分布式绿电机组的运行效益,对聚合分布式绿电的分布式电源运营商、储能运营商和柔性负荷聚合商利用虚拟电厂联合技术开展电能合作交易的模式进行研究。首先,在各主体之间进行电能交易的前提下建立各主体最优运行模型;然后,基于纳什议价理论建立多主体合作博弈模型,为更好求解合作博弈模型,将模型转换为合作运行总效益最大化子问题和基于非对称的收益分配子问题,用交替方向乘子法进行两个子问题的分布式求解;最后,通过算例仿真进一步验证所提模型的有效性。结果表明：参与电能合作交易能有效提高分布式绿电机组的运行效益。     

市场机制下机组启动费用的分摊研究

尝试运用基于合作博弈的成本分摊理论来分摊机组启动费用。研究了机组启动费用分摊的核的存在性问题,并指出该分摊不一定是凸博弈。分析了核仁分摊法和Shapley值分摊法的特点和适用范围,对比了两者的优缺点。此外,对机组空载费用的分摊问题也进行了有益的探索。文中,提出采用分时段分摊法和整体分摊法两种方法来分摊多时段的机组启动费用,并对比研究了两者的分摊结果。所提出的分摊方法与现有方法相比,在分摊合理性和公平性方面存在理论上的优势。数值算例结果表明,提出的分摊方法是公平、有效的。     

基于核仁的输电网固定成本分摊对用户的经济激励

探讨了电力市场环境下输电网固定成本分摊对用户的经济激励性。合作博弈在输电网固定成本分摊中的应用能给出反映用户负荷差异的经济信号,激励用户合理选择获得电能的方式。在合作博弈论的多种解的概念中,核仁解以其独特的唯一确定性与必定存在性确定了每个用户承担的输电网固定成本值,其经济背景同时明确了用户的责任,并且用户选择不同的供电方所承担的固定成本也不同,由此激励用户对供电方做出经济合理的选择。5节点系统算例验证了基于核仁的固定成本分摊对用户的经济激励的有效性。     

考虑分时电价和电能质量的大用户转运费用固定成本的综合分摊方法

随着我国电力市场改革启动大用户直购电试点,研究大用户转运费用的合理分摊方法具有重要的理论和实践意义。提出了一种综合考虑分时电价、电能质量和直购电量3个因素的固定成本综合分摊方法。建立了分时电价指标模型和电能质量指标模型。利用多层次交互式的方法确定各指标的权重,进而得到用户的综合指标值,利用此指标修正邮票法对固定成本进行分摊。算例表明,该方法能更加公平合理地分摊固定成本。     

基于合作博弈成本分摊理论的电力系统备用容量分配的研究

为探求公平有效的电力系统备用容量分配方法,以某大区域实际电力负荷和机组参数数据为例,运用基于合作博弈的成本分摊理论进行分析计算,并指明各算法的不同适用范围。算例结果表明核仁分摊法和Shapley值法分配备用容量较现有比例分配法更具公平性、合理性。     

基于灰色理论的电能替代项目综合效益评价研究

电能替代是提升环境质量的必经之路,也是我国实现碳中和目标的必要手段,对推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。从实施电能替代的综合效益出发,基于灰色关联度方法建立了电能替代项目的综合效益评价模型,从用户角度分析,确定了适合河南省地区电能替代的实施途径,为河南省的电能替代发展提供了理论支撑。     

基于Stackelberg模型的电力负荷模型研究

作为电能供应商和用户之间的桥梁,零售商同时与供应商和用户进行电能交易。在交易过程中,零售商的效益受到售电量和价格水平的影响。以零售商效益最大化为目标,建立新的电力市场模型,引入博弈竞争机制,建立基于收益和负荷均衡的伯川德模型和斯塔克尔伯格模型(Stackelberg模型),并通过数值试验分析两种博弈模型下售电商的效益以及传统用户数量对零售商定价和效益的影响。     

集群风储联合系统广域协调控制及利益分配策略

针对多个风储联合系统的协调问题,提出了多风储联合系统集群广域协调控制框架,构建了考虑风电时空相关性的风储系统多模式优化调度模型,进一步基于合作博弈理论提出了集群收益分配策略。采用实际风电数据对所提模型和策略进行了仿真验证。仿真结果表明:广域协调控制可最大化集群收益,提高风电整体可控性和储能运行效率;基于合作博弈理论的集群收益分配策略,可实现集群控制中自身利益与整体利益相协调,激励风储系统积极参与集群控制。     

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。     

南方电网水-火电合作博弈及关键影响要素分析北大核心CSCD

火电是我国目前主要的电力供给来源,但其带来的环境污染较为严重;我国西南水电资源丰富,但存在严重的弃水弃电问题。降低水电和火电的竞争矛盾将同时有利于高效利用能源和降低碳排放。本文以澜沧江水电为例研究南方电网水电-火电合作博弈,构建了梯级电站优化调度模型和水电-火电合作博弈模型,提出了改进的夏普利值法用以利益分配,结果与现实情况符合较好。在此基础上,分析了水文丰枯、煤炭价格、绿证配额等关键要素对博弈的影响。结果表明,天然来水增多和绿证配额提升能增大合作空间;煤炭价格变动对整体利益影响不大;当考虑环境成本时水电公司将明显获益。建议尽快完善绿证制度,以增大水电火电合作空间,促进碳达峰和碳中和目标实现。     

风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型

风电与电动汽车(EV)等储能装置联合运行,有助于缓解风电不确定性对电网带来的影响。为了研究风电商与EV聚合商以合作模式组成虚拟电厂(VPP)参与电力市场投标竞争对市场均衡结果的影响,基于寡头竞争的博弈均衡理论,分别建立风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争,以及以非合作模式独立参与投标竞争的电力市场多时段随机博弈均衡模型,采用场景生成与削减技术计入风速不确定性,并引入投标偏差惩罚机制。根据合作博弈理论,采用Shapley值法对VPP合作收益在风电商和EV聚合商之间进行分配。最后,算例分析验证了模型的合理性和有效性,并表明风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争时,能有效减少投标偏差,并能增加风电商和EV聚合商各自的利润,因而风电商和EV聚合商具有自愿组成VPP参与电力市场竞争的动机。     

基于改进Shapley值法的风-光-水-储多主体互补发电系统合作增益分配策略

为了充分发挥系统中可调节资源的自身优势,利用变速抽水蓄能机组配合小水电机组进行常规调节,并考虑变速抽水蓄能机组的快速响应特性,提出了兼顾系统小时级以及秒级安全性的风-光-水-储多主体互补发电系统的联合优化调度模型。为了降低合作博弈高效性算法线性增长的计算复杂度,基于改进Shapely值法提出了一种大规模利益主体的合作增量效益(增益)分配策略。通过资源聚合,对高维度问题进行降维处理,利用Shapley值法进行初始分配;构建合作增益贡献指标,采用非对称纳什谈判理论对同类型的不同主体进行细化分配。以某流域风-光-水-储10主体互补发电系统为仿真算例,结果表明：抽水蓄能机组与小水电机组互补运行可以提升系统的灵活性和安全性;基于改进Shapley值法的合作增益分配策略具有计算高效性以及应用可行性。     

计及LCA碳排放的源荷双侧合作博弈调度研究

为实现新型电力系统的低碳经济目标,提出一种计及生命周期评价(lifecycleassessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先,考虑灵活可调度的柔性负荷,构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后,运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放,并结合碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。最后,基于合作博弈策略,建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型,并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明,所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量,有效促进系统低碳经济的发展。     

计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网–配电网协调优化调度

随着含高比例可再生能源的并网型微网不断增加,微网与配电网的交互更加紧密。为解决两者作为不同利益主体双方利益分配问题,提出一种计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网-配电网协调优化模型。首先,考虑消费者心理学,建立了基于Logistic模糊函数的电负荷主动需求响应模型。然后,建立了以最优热电比为目标的热负荷被动需求响应模型。最后,微网与配电网作为参与者组成合作联盟,以讨价还价理论为核心,各自利益与联盟利益最大化为目标,协商确定了交互电价与交互功率,用改进的Shapley分配法分配了组成联盟后的额外收益,并通过基于参数自学习的自适应二次变异差分进化算法对其求解。通过算例分析对比可知,用户、微网、配电网三方利益均有所提升,证明了所提方案的合理性。     

基于合作博弈的微电网群运行优化方法研究

针对微电网群运行提出了一种采用纳什议价理论的合作博弈方法,对并网的微电网群建模并求出其最佳容量配置和最佳容量配置情况下的最大收益。通过纳什议价方案分配发电资源和蓄电池的容量,使单个微电网及其微电网群的年利润最大化。使用粒子群优化算法,通过MATLAB软件求解最优纳什议价方案。最后,针对电价和贴现率进行了敏感性分析,验证了所提微电网群系统优化结果的合理性。     

考虑成本与收益摊配的电力需求响应博弈模型

随着综合能源系统的发展,需求响应技术作为释放系统潜力的重要手段受到了越来越广泛的关注。文章提出了一种综合能源系统中的电力需求响应机制。首先,针对电力需求响应过程中存在的3个主体:电力系统运营商(grid operator,GO)、电力需求响应聚合商(electric response coordinator,ERC)、综合能源用户(integrated energy user,IEU)提出了一种交易架构;其次,以各主体运行经济性最优,基于博弈论构建了三主体交易模型;而后,提出了由于GO参与电力需求响应带来的可靠性提升等价经济收益在GO和ERC之间的收益分配方法,以及IEU参与电力需求响应带来的用电满意度下降等价经济成本在IEU和ERC间的成本分摊方法;最后,基于目标分析级联法(analytical target cascading, ATC)原理和NSGA算法对所提出的模型进行优化和求解,通过算例仿真证明了模型的有效性和合理性。