基于多智能体竞价均衡的微电网优化运行方法

随着电力市场化改革及微电网商业化的发展,传统微电网运行控制方式及电价机制难适应新的环境。该文提出一种基于多智能体竞价均衡的微电网优化方法,该方法采用多智能体模拟微电网内的竞价,并支持微电网与传统大电网之间的互动。微电网运行过程中采用电价差异化运行方式,基于本地供电资源的竞价及大电网购售电价格信息确定内部清算电价,并指导微电网的优化运行,以解决输配分离后微电网内直供电价决策及市场环境下微电网内不同分布式电源投资主体的利益分配问题。最后通过算例分析,验证了所提算法的正确性和成本优化效果。     

多微电网系统的竞价机制设计

采用合作博弈理论解决多微电网之间竞价、收益分配的问题,同时提出微电网在市场中身份二重性的判断方法,使其售购电身份随实时电价、负荷需求变化。通过引入微电网报价矩阵,建立了买卖双方多个主体参与的竞价交易机制,利用包含约束条件的非线性规划函数对模型进行求解。以3个微电网构成多微电网系统为例进行仿真计算,结果表明:该模型实用可行并总能找到使交易总成本最小的策略组合;同时,该策略能激励微电网按真实成本报价,避免其投机行为。     

基于Multi-Agent系统的含分布式电源电网能源优化管理

在市场运行环境下,为了寻求微电网成本利益和环境效益的最大化,提出基于Multi-Agent系统能源优化管理策略。该研究首先构建Multi-Agent系统。此系统包括市场管理Agent(MOA),微电网管理Agent(MMA),公共电网Agent(UGA)和分布式发电Agent(DGA)。根据各微电网管理Agent上报的发电计划,在市场管理Agent中设计电价竞标策略用来确定各微电网的最佳交易电价和中标电量,以确保微电网经济利益最大化。在此基础上,在各微电网管理Agent中设计能量管理策略,并采用改进粒子群算法来确定微电网内部各分布式发电Agents的最佳功率分派,从而最小化微电网的运行成本。最后仿真验证了该方案的有效性。     

多微电网参与的配电侧日前市场竞价修正模型

随着电力市场改革的推进,多微电网系统参与配电侧市场与常规能源发电商同台竞价成为趋势。鉴于此,构建了基于多代理系统的市场互动架构,建立了互动模式下多微电网系统代理和常规能源发电商代理参与的配电侧日前市场双层竞标模型。下层出清模型考虑环境因素,将碳排放外部成本进行量化与内置;上层信息修正模型通过多轮互动产生的电价、电量、碳排放等信息对发电代理的竞价策略进行优化。算例针对4个不同场景下发电代理的竞价行为进行模拟,结果表明双层竞标模型能够激发市场活力,提升多微电网系统和低排放机组的竞争力。     

考虑节点边际电价的配电网与多微电网双层鲁棒经济调度

可再生能源出力的不确定性给市场定价机制带来了挑战,实现市场参与者的利益均衡分配成为亟待解决的关键问题。提出一种计及风电出力不确定性的节点边际电价市场出清机制。建立配电网与多微电网协调优化调度的双层模型,上层模型为考虑风电出力及功率交互不确定性的配电网数据驱动鲁棒经济调度模型,下层模型为考虑电价型需求响应的微电网数据驱动鲁棒经济调度模型。通过配电网与微电网之间功率交互与电价信息的传递进行上、下层模型的迭代求解,实现不同市场参与者的利益均衡分配。测试系统的仿真结果验证了所提模型及求解方法的有效性。     

基于MADDPG和智能合约的微电网交易决策优化

为解决微电网在传统集中化交易模式下面临的决策耗时长、信任成本高和隐私安全等问题,提出了基于多智能体深度确定性策略梯度(multi-agent deep deterministic policy gradient, MADDPG)算法与智能合约的微电网去中心化市场交易体系。首先,对微电网市场中多智能体进行划分后设计了适用于各主体参与分布式交易的微电网去中心化交易机制,以保障市场主体利益。其次,为实现交易确认阶段微电网市场主体的交易策略优化,采用MADDPG算法对各主体追求利益最大的竞价模型进行求解。最后,通过算例仿真验证了MADDPG算法在智能合约下微电网市场主体交易策略优化过程中的可行性和经济性。     

基于MADDPG和智能合约的微电网交易决策优化

为解决微电网在传统集中化交易模式下面临的决策耗时长、信任成本高和隐私安全等问题,提出了基于多智能体深度确定性策略梯度(multi-agent deep deterministic policy gradient, MADDPG)算法与智能合约的微电网去中心化市场交易体系。首先,对微电网市场中多智能体进行划分后设计了适用于各主体参与分布式交易的微电网去中心化交易机制,以保障市场主体利益。其次,为实现交易确认阶段微电网市场主体的交易策略优化,采用MADDPG算法对各主体追求利益最大的竞价模型进行求解。最后,通过算例仿真验证了MADDPG算法在智能合约下微电网市场主体交易策略优化过程中的可行性和经济性。     

上网侧和销售侧峰谷分时电价联动与整体优化的方法及实证分析

在现阶段尚不能实施竞价上网的情况下，为激励供电企业执行销售侧峰谷分时电价，提出了上网电价与销售电价联运的经济学优化模型。探讨了销售侧峰谷分时电价测算方法，在此基础上，分析了目前所实施的峰谷分时电价带来的销售侧（供电企业）和发电侧（发电企业）之间的经济利益的不均衡问题；分析给出了从成本侧推算上网峰谷分时电价的理论方法；研究并确定了上网侧和销售侧峰谷分时电价的数量关系（数学模型）；进行了某省的有关实例分析，提出了联动方案的建议。     

考虑需求响应和储能的微电网市场竞价策略

由于可再生能源出力的间歇性、负荷用电量和市场电价的不确定性这两方面因素,使得微电网内的竞价策略存在较大的风险和和较高的计算难度.为应对这些问题,设计采用三阶段混合随机/区间优化(Hybrid Stochastic/Interval Optimization,HSIO)模型来构建微电网内部的竞价问题,通过微电网内潜在灵活资源和实时市场支撑这两种方式来处理上述波动.其中,采用经济有效的随机规划来实现日前市场决策中的微电网利益最大化,从而解决日前市场价格的不确定性.此外,设计了一种基于快速鲁棒区间优化的灵活方法来实现实时阶段微电网的平衡成本最小化,从而应对可再生能源能出力的间歇性和实时市场电价的不确定性.算例综合比较分析了所提出方法的有效性、鲁棒性和计算复杂度.结果 表明HSIO模型能够同时兼具随机规划模型的成本效益性和区间优化模型计算简单和鲁棒性的特点.     

网外与网内2种微电网供电方式的协调

微电网供电方式可分为网外与网内2类,前者为大电网参与微电网供电,后者为利用微电网内部各类发电方式进行供电,包括利用风力发电、光伏发电等可再生分布式发电,投入燃料电池、微型燃气轮机等不可再生分布式发电以及中断可中断负荷。为提高微电网供电经济性,充分利用这2种供电方式之间的经济互补特性,基于协调优化理论,建立协调这2种供电方式的数学模型,并基于代价对参数的灵敏度来指导优化方向的寻优算法对该模型进行求解,量化微电网各类供电方案的经济性,分析各因素对供电方案的影响。仿真结果表明,这2种供电方式之间存在协调空间,且协调要比不协调更能够提高微电网供电经济性。     

一种市场环境下的电网友好型多微网优化调度方法

摘 要：针对配电网中的多微网系统,提出了一种市场环境下的电网友好型优化调度方法,并建立了日前双层优化调度模型。首先构建了配电网层优化调度模型,通过优化各微网的出力,在保证可再生能源发电比例的同时,减小输电网与微电网向配电网注入功率的波动性,提高配电网运行的经济性,从而提高电力系统接纳微电网的积极性,有助于市场环境下微电网的运行与发展。其次,在微网层,采用多场景技术描述光伏与风电出力的随机性,并将微电网与配电网视为不同的利益主体,设计动态电价激励机制,引导微电网按照配电网需求优化出力,从而建立微网层的经济与环保优化调度模型,协调分布式电源出力。采用模拟退火算法求解模型,仿真算例验证了模型的合理性与有效性。     

基于双层优化的灵活调节服务交易

介绍了美国加州电网近期的灵活调节服务机制的基本概念,基于双层优化理论建立了灵活调节服务市场均衡模型,通过粒子群算法对模型进行求解。结合算例进行电力市场各发电主体收益分析,结果表明,引入灵活调解服务交易后,能够缓解电网短时间功率不平衡问题,同时在现行分时电价的背景下,提高了电力市场中各发电主体的收益。     

考虑电价激励需求响应下多主体微电网电源容量优化

考虑多主体微电网中用户在电价激励需求响应的基础上,实现微电网风-光-柴-储的容量优化配置。在电力市场环境下,通过考虑微电网内多元主体的不同职能,建立两阶段优化模型:阶段1建立微电网运营商与消费者之间的完全信息博弈互动模型,在保障售电商利益的前提下,以消费者盈余最大为优化目标,得到微电网内的最优峰谷分时电价策略,进而得到消费者在电价激励下的需求响应曲线;阶段2通过微电网电源投资商与微电网运营商之间的博弈互动,以微电网电源投资商的利益最大化为优化目标,得到微电网内不同分布式电源容量的最优化配置策略。结合某一地区的历史数据信息进行仿真算例分析,验证所提模型的有效性。     

多主体利益制衡的综合能源系统日前-实时出清方法

为解决现货市场和配售侧放开环境下综合能源系统与外部电网联合出清问题,提出一种多主体利益互相制衡的日前-实时两阶段出清方法。该方法考虑日前出清阶段驱动各方利益,实施多轮迭代竞价,并将互保、备用、移峰等因素纳入竞价过程中;实时出清阶段统筹内、外备用,细化供能和利益分配,形成产能商、上级电网、旋转备用服务商三联供能体系。分别构建了产能商、运营商、负荷聚合商的出清决策模型,最后通过算例仿真分析了需求响应、互保合同以及旋转备用市场对移峰和内、外备用的有效作用,表明该方法可以实现供需平衡和各主体利益均衡。     

微电网发电备用配置优化问题

作为反映微电网发电容量充裕性的重要指标,微电网不可再生分布式发电备用(简称发电备用)配置与微电网运行可靠性与运营经济性密切相关。针对微电网中可再生分布式发电与负荷需求的高度不确定性,将微电网备用分为外部与内部两类备用,前者为大电网参与微电网备用(简称大电网事故支持备用),而后者则包括发电备用、储能、低电价与高赔偿两种可中断负荷。为兼顾微电网运行可靠性与运营经济性,提出微电网发电备用配置优化问题,并从模型建立与求解两个方面对该问题进行较为全面的评述。强调为提高微电网发电备用配置的经济性,需要充分利用微电网各类备用之间的经济互补特性,以量化指标反映微电网各类备用的配置成本与调度风险,并以两者之和最小为目标函数来优化发电备用配置。     

“负载-效用”两级均衡下智能电网实时电价定价策略

社会福利最大化下的实时电价定价机制未考虑电力系统各主体的利益独立性,无法实现电力系统各主体的收益效用均衡,另一方面可能造成用户负载峰谷的产生或者转移。将"负载-效用"两级均衡融入智能电网实时电价的定价优化,建立了实时电价定价策略的两级均衡模型。基于电网系统各主体的收益效用函数推导出采购电价与实时电价的定价机制,并在定价机制的基础上,设计了基于多目标遗传算法(NSGA-II)的模型求解算法。最后,数值仿真实验表明了两级均衡模型下的实时电价定价机制更能保证电网系统各参与方的收益效用均衡,也使得用户负载更加均衡。     

多元化售电主体并存下微电网的竞价策略研究

为了指导微电网代理商合理报价,本文提出了多元化售电主体下以微电网收益最大化为目标的报价策略。首先针对微电网和售电商分层性、灵活性的特点,提出基于多代理系统的微电网代理商和售电商之间的交易模型;进而基于多代理系统的竞价体系,运用博弈论的思想建立以微电网收益最大化为目标的博弈模型;考虑到市场信息的不确定性,利用概率模拟的方法,获取该微电网竞争对手的成本和报价策略的分布,然后利用非线性规划法求得博弈模型的纳什均衡解,获得微电网代理商的最优竞价策略。最后通过算例分析验证所提方法的有效性。     

考虑微电网间能量互济的多微电网日前经济优化策略

当一定区域内大量微电网接入配电网时,微电网的调度高效性以及运行经济性将难以保证,为此提出基于实时电价的并网多微电网日前经济优化策略。首先以多微电网总运行成本最低为目标,通过协调多微电网内各微电网之间能量互济、微电网与配电网之间的能量交互以及微电网内部各分布式发电单元的出力分配,实现多微电网的经济优化;继而为求解该模型,提出基于非线性变异算子的改进Jaya算法以获得更高的求解精度以及抗早熟收敛能力。测试结果表明:该经济优化模型能切实降低多微电网的总运行成本,所提出的改进优化算法具有良好的求解性能。     

开放电力市场环境下多群体非对称演化博弈的均衡稳定性典型场景分析

该文讨论了能源互联网背景下日益复杂的开放电力市场(electricitymarket,EM)中典型场景下的多群体非对称演化博弈(asymmetricevolutionarygame,AEG)的均衡稳定性问题。基于复制者动态和李雅普诺夫稳定性理论,首先,以发电侧EM中两类企业参与电价竞价为例,讨论了较为简单的同方两群体AEG的均衡稳定性(渐进稳定性)。进一步地,将其扩展到由电网企业、新增供电实体和电力消费用户等不同群体参与EM电价交易的三方AEG中来,讨论了该系统在不同博弈态势下的均衡稳定性及其影响因素,同时给出了电网企业群体完整的动力学行为特性分析。最后,以新能源发电企业、传统化石能源发电企业和电网企业组成"新体–旧体–电网"三方参与EM新能源消纳为场景进行了实际应用分析,验证了该文对EM典型场景下多群体AEG的均衡稳定性分析的有效性和实用性。     

多运营主体的微电网随机匹配交易机制

针对电力市场环境下微电网内部多运营主体的电能交易问题,提出了一种基于"时前市场"的多轮成对随机匹配市场交易机制。介绍了基本交易原则,分析了卖方与买方类型,建立了随机匹配模型,利用"虚拟单元"的概念解决供需不平衡时的电能交易问题。基于各运营主体利益需求以及传输线功率约束建立了市场运营模型,分析了市场参数基本约束条件,求解得到买卖方期望交易价格和电量,以引导市场参与者竞价行为。通过预测误差补偿清算消除了预测误差对于市场运营的影响,完善了一个交易时间段内的电能交易流程。算例分析表明,上述交易机制简洁高效、易于执行,能实现电能资源的合理配置,适用于由分布式电源、电力用户和产销者组成的多主体微电网的电力交易。