考虑用户效用评价的园区多能供给服务能量管理及定价策略

随着我国能源市场的逐步开放,综合能源服务得到广泛关注,而园区多能供给服务是其重要的发展趋势之一。在此背景下,以多能供给服务商管理园区综合能源系统为应用场景、服务商和用户为博弈参与者、服务商净收益和用户综合效用为目标函数, 建立考虑用户效用评价的服务商能量管理及定价策略的主从博弈模型。通过组合赋权法得到用户综合效用函数,构建含电、热、冷、气4类负荷的用户模型,并结合服务商收益优化模型,提出服务商和用户主从博弈定价机制,通过双方的互动博弈, 动态改变双方策略,得到博弈均衡结果。最后通过算例分析证明了所提能量管理及定价策略具有合理性和有效性。     

基于主从博弈的能源服务商运营模式与能量管理

能源服务商作为一种新兴的运营主体,将在未来售电侧市场中扮演重要角色。如何确定能源服务商的电价策略,实现服务商与用户的双赢,成为重要的课题。文中针对包含光伏、燃气轮机、电动汽车的微型社区能源互联网,以能源服务商与用户双方各自追求利益最大化为目标,基于主从博弈提出了一种服务商定价、居民用户负荷响应以及电动汽车聚合商充放电策略,并结合遗传算法求得博弈均衡解。最后,算例表明该模型可充分发挥电动汽车和可控负荷的调度潜能,验证了本文模型在协调多利益主体收益、改善系统负荷特性方面的有效性。     

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。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

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.     

基于合作博弈的多综合能源服务商运行优化策略

随着能源市场化的发展,综合能源服务商(integrated energy services company,IESC)将取代原有的能源网络对用户提供能源服务。在区域综合能源系统中,可能存在多个综合能源服务商,其既可直接与上级能源系统进行能源交易,又可以与同区域中的其他服务商进行交易。利用能源枢纽对综合能源服务商建模,考虑多综合能源服务商参与日前能源交易,提出一种基于纳什议价模型的合作博弈运行策略,进而将纳什议价模型转化为2个可求解的线性子问题并利用分布式算法顺序求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法能够实现多综合能源服务商之间的合作博弈,有效降低综合能源服务商总成本。     

基于Stackelberg博弈模型的综合能源系统均衡交互策略

提出了一个基于多主多从Stackelberg博弈的能源交易模型,通过分析综合能源系统中多个分布式能源站和用户之间的多种能源的交互方式,求解它们之间的均衡交互策略。在博弈模型中,分布式能源站作为领导者负责购入天然气来生产用户所需的电能和热能,通过竞争决定能源价格,并且根据用户需求优化生产方式,从而最大化各自的收益。能源用户作为跟随者,以最大化消费者剩余为目标,根据能源价格决定电需求和热需求。通过分析博弈的性质,证明了该博弈模型存在唯一的均衡解,并推导出了该均衡解的闭式表达式。同时,提出了一个分布式算法,仅使用有限的信息求解出能源交易双方的均衡解。经算例验证,所提的博弈方法和分布式算法可有效地求解出分布式能源站和用户的均衡交互策略。     

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。     

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VaR理论的综合能源零售市场最优策略

随着综合能源系统推广,多能源供给-传输-使用耦合程度加深,用户用能形式逐渐多样化,能源市场改革形成的零售市场内涵不断丰富。传统单一能源独立供给-定价的零售市场不能有效引导用户用能、提高系统经济性,综合能源系统零售市场的定价策略亟待研究。计及用户多能负荷、现货价格的随机性和用户需求响应提出基于风险价值(value at risk, VaR)理论的综合能源园区零售最优定价方法,并建立了静态零售定价-日前优化调度两阶段模型,研究了综合能源服务商的静态零售定价最优策略。第一阶段为计及日前阶段用户负荷、现货价格随机性的零售定价优化模型。第二阶段为第一阶段最优零售价格下的日前优化调度模型。最后采用粒子群-线性规划算法对所提两阶段模型进行迭代求解。算例结果表明,基于VaR的零售定价方法可以有效降低综合能源服务商参与零售市场的风险。     

基于主从博弈的新型城镇配电系统产消者竞价策略

随着能源互联技术的发展以及售电侧市场的逐步放开,新型城镇配电系统在优化运行和交易模式上呈现多能协同、交易开放的特征。新型城镇配电系统的电力零售交易机制被重新定义,产消者通过非合作竞争上报最优竞标曲线获取最大售电收益,电网公共服务企业收取过网费并提供保底供电服务,用户可基于实时电价与激励政策参与需求响应降低用电成本。在此背景下,充分考虑配电网内多角色的主动参与以及运营商的经济调度要求,建立一种基于主从动态博弈理论的产消者非合作竞价双层模型。以改进的IEEE 33节点配电网为算例,采用改进粒子群优化算法与CPLEX求解器相结合的方法,求得该主从博弈模型的均衡解。仿真结果表明,该策略可以在保证电网公共服务企业和用户利益基础上实现产消者利润最大化,为新型城镇电力零售市场的交易模式提供参考。     

基于区块链的配电网能效自动化管理方法

随着可再生能源的发展和分布式电源的推广,电网需求侧能效管理工作将逐步由集中式优化调度计算转向分布式计算。物联网技术和区块链技术的进步将为实现能效管理系统的分布式系统提供技术基础。本文提出了一种基于物联网智能电表和微电网的多用户分布式能效管理系统,并通过提出的非合作博弈论模型对家用电设备进行调度计算,成功实现了降低用户家庭电费支出和整个社区微电网能耗总成本的目标。用户可在家庭的分布式能源、社区微电网以及公用电网三种中择优选择购电,并在博弈中优化自己的日常家电使用策略,使得市场所有用户都可将能源消耗成本降至最低,实现纳什平衡。在此基础上,该模型运用区块链技术为参与者之间提供可靠的、安全的、私密的通信媒介,实现用户家电设备的智能监控并通过智能合约对用电量进行计费。算例分析结果表明,该方法能最大限度地降低能耗总成本和各用户能耗成本。     

计及用户综合用能行为和政策导向的广域综合能源系统联合规划方法

针对日益加深的能源环境问题,从更大范围的宏观角度来研究综合能源系统规划具有重要意义。提出一种计及用户综合用能行为和政策导向的广域综合能源系统规划方法。首先,建立用户用能决策的效用模型。然后,分别构建综合能源系统中各类市场主体的规划收益模型。同时考虑供能改造的环境效益,建立政府对供需双侧污染排放的评估模型。在此基础上,基于不同主体间的博弈机理分析,构建面向广域综合能源系统的双层动态博弈规划模型。最后,利用迭代搜索法对模型进行求解。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

园区综合能源系统互联安全性与运营模式研究

首先提出了基于公共储能的园区综合能源系统互联方案,系统间通过公共储能的直流母线互联,在低压侧实现闭环运行;其次,提出实时动态组网技术提升故障时系统供能安全性,提出综合能源优化调配技术实现分布式电源的完全就地消纳;再次,分析了园区综合能源系统互联前后的供能安全性和技术经济性,针对互联后产生的增量收益,提出了多主体参与的商业运营模式,实现了储能投资商、能源服务公司和用户的三方共赢;最后,将研究成果应用于实际的园区综合能源系统改造工程,运行结果验证了理论技术的先进性。     

考虑需求侧灵活性资源的区域电能共享市场模型

提出考虑需求侧灵活性资源、用于区域电能共享市场的双侧竞拍机制,市场内包含分布式太阳能产消者和消费者。假设所有产消者和消费者形成的代理商拥有灵活的可按需求响应利用的聚合电动汽车和储能设备。首先,采用鲁棒虚拟电池模型描述价格激励下聚合电动汽车灵活性,实现可靠经济地扩大储能容量。然后,代理商在区域电能共享中设置最优的储能系统充放电计划,降低用电成本。之后,将管理好的产消者和消费者用于市场,为计算双侧竞拍市场的现货价格,所有区域产消者和消费者采用非合作博弈。提出迭代算法用于出清市场和最小化供需电能不确定性。最后,以区域内10个代理商为例,验证描述需求侧灵活性资源的虚拟电池模型和区域电能共享市场模型有效性。