基于博弈论的风-光-车容量配置研究

针对风-光-车等多方参与的混合微电网系统容量优化与配置问题,基于各投资商售电收益、投资及系统供电可靠性费用等经济因素,在对风、光、车等能量单元合理描述的基础上,提出基于非合作博弈理论的微电网系统容量优化模型,并利用粒子群算法对各投资商进行最优容量配置,最后通过不同博弈方的参与、不同线路传输容量变化等算例,分析电动汽车接入混合微电网系统背景下的容量配置策略及效益,验证了所提模型及相关策略能实现资源的合理配置,有效改善了系统的运行经济性。     

考虑制氢效率特性的风氢系统容量优化

针对利用风电制氢导致电解槽间歇式运行的问题,提出了考虑制氢效率特性的风氢系统容量配置优化方法。首先研究了电解槽的制氢效率特性,评估电解槽的最优工作区间;在此基础上,采取电网辅助购电策略,维持电解槽的最优运行;考虑售电收益、售氢收益、投资运维成本和弃风成本,以风氢系统联合收益最大化为目标,计及风氢系统稳定运行约束和风电出力爬坡约束,合理地分配风电上网功率和制氢功率。文章联合风电外送输电工程进行了风氢系统容量配置优化,为风氢系统的容量优化提供新思路。     

抽蓄联合全可再生能源孤岛微网配置优化模型

针对全可再生能源孤岛微电网中的源荷功率平衡问题,研究基于抽水蓄能快速启停和强调节能力的风-光-抽蓄联合孤岛微电网电源与储能系统容量配置多场景鲁棒优化方法。针对海岛负荷需求特性及可再生能源、抽蓄资源分布特性,研究了适用于海岛的包含风、光、抽蓄和蓄电池组的孤岛微网拓扑结构模型;考虑海岛抽水蓄能及蓄电池电能储放特性、可再生能源出力不确定性以及岛内负荷需求不确定性,研究了微网功率协调优化方法,建立以孤岛微网成本最小为目标的容量配置鲁棒优化模型及其求解算法。以某海岛的实际负荷需求及可再生能源发电资源数据为基础的仿真结果表明,文章所提出的抽蓄联合孤岛微电网的容量优化配置方法,在实现经济性目标的同时,可以有效地提升可再生能源利用率和微网在多种场景下的运行可靠性。     

基于可靠性约束的风-光-储微网容量优化配置对配电网可靠性影响分析

从经济性角度,基于序贯蒙特卡洛模拟法评估含风-光-储微网配电网的可靠性。采用一个能准确表征风-光-储微网对配电网可靠性贡献的新指标——微网孤岛运行时间大于主网故障时间的概率作为可靠性约束条件。以风-光-储微网等年值投资费用最低为目标函数,建立风-光-储微网容量优化配置模型。采用模拟退火粒子群优化算法,优化配置风-光-储微网容量。针对RBTS-BUS6 F4算例系统,分析不同可靠性约束条件下风-光-储微网对配电网可靠性的影响。结果表明,优化配置风-光-储微网容量,既可有效减少微网的投资费用,又可提高配电网的供电可靠性;新的可靠性约束条件能很好地反映风-光-储微网对配电网可靠性的影响程度。     

基于合作博弈的风-光-综合能源系统多主体协同运行策略

为促进可再生能源高效利用,推动我国“双碳”计划进程,提出一种风-光-综合能源系统协同运行模型。首先,对风电场主体、光伏主体和综合能源系统主体运行模型进行建模。其次,建立基于纳什谈判理论的风光综合能源系统协同运行模型,并将其等效为联盟效益最大化子问题和电能交易支付子问题。利用交替方向乘子法对联盟效益最大化问题和电能交易支付问题进行求解,并利用价值贡献度对不同主体对联盟的贡献进行量化。最后,通过算例分析表明,所提算法策略可有效求解风-光-综合能源系统各能源主体间的电能交易和电能价格,经过各主体的合作运行,有效改善了各主体的运行收益,并对各个主体的合作收益进行公平分配。     

计及分布式电源不确定性的微网储能容量博弈优化

以多个微网组成的微网群为研究对象,通过引入非合作博弈理论建立的数学模型,优化各微网的储能容量配置和购能策略。建立了微网日购能费用、分布式电源运维成本、储能系统运维和投资成本模型;以各成本模型为依据,建立了微网间的非合作博弈模型;考虑分布式电源出力的不确定性,利用机会约束规划理论对微网非合作博弈优化模型进行建模分析。通过算例验证表明,采用文章所提出的方法,可提供微网储能配置和用能优化建议,实现各微网经济调度,有效地降低系统的运行费用。     

基于合作-非合作博弈的光储荷网协同运行策略

针对光伏发电主体与电力用户进行电力直接交易的问题,利用合作-非合作两阶段博弈理论,对光储荷组成的微网系统与电网协同运行的过程展开优化调度和协商议价两阶段的研究。第一阶段通过优化调度提高联盟收益,针对微电网运行特性搭建数学模型,采用交替方向乘子法以避免在交易过程中出现电量由于叠加作用而相互抵消的情况,利用合作博弈得到调度结果;第二阶段首先分析电价对交易模式的影响,搭建光伏发电主体与用户协商议价模型,在天牛须搜索算法的基础上进行改进,采用与自适应矩估计相结合的讨价还价模型,利用非合作博弈分配收益得到最优交易电价。最后通过算例验证模型的可行性,结果表明所搭模型在提高微网收益的同时,通过市场的引导作用提升光伏消纳水平。     

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。     

考虑机会约束的多能源微电网双层优化配置

为提高微电网的供电经济性、可靠性以及清洁能源消纳能力,提出考虑源荷不确定性的风/光/水/沼/储微电网容量双层优化配置模型。外层为多目标配置优化层,内层为运行优化层。为应对源荷的不确定性,使用基于场景缩减的典型日选择方法,并在内层模型中引入机会约束,利用概率约束代替传统确定约束。算例表明,所提方法降低了微网建设与运行成本,提高了清洁能源消纳能力、供电可靠性以及应对源荷不确定性的能力。     

市场环境下基于合作博弈的风-水-火电厂收益分配研究

随着电力系统的市场化发展,发电侧各电厂企业在保证区域电能供需平衡的前提下期望用合作的方式来获取更多收益并对其进行有效分配。通过非合作博弈的方式给出风、水、火区域电网常规的调度方式,并计算出风、水、火电厂的收益;以市场环境下各主体的趋利性作为出发点引入合作博弈思想,使风、水、火电厂3个参与者构成一个－联盟,保证有功功率供应的基础上,给予单位电量收益更多的水电、风电更多发电指标,并提出一种偏差MDP指标分配方式,分析表明Shapley值法及偏差MDP指标法处于核心中。同时,与非合作博弈条件下风、水、火电厂的收入相比,偏差MDP分配方式下各电厂收入分别提高了38.2%、20.5%、6.1%。     

基于多元Copula函数的光-火-氢多晶硅园区优化配置

针对多晶硅园区的供能特点和低碳需求，引入光伏制氢，优化传统多晶硅园区能源系统。利用多元Copula函数表征“光-电-氢”源荷相关性，结合系统各耦合环节及生产流程，构建光-火-氢多晶硅园区双层优化配置模型。上层是以园区设备投运成本最优为目标的规划模型，下层是以系统综合运行成本最低为目标的低碳调度模型，通过迭代，确定设备最优容量。以新疆某多晶硅园区为算例，验证了配置结果的有效性，可为多晶硅园区的低碳改造及经济运行提供理论支撑。     

考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化研究

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;其次,以运行成本最低、碳减排最优、污染物减排最优构建多目标优化模型;最后,提出系统容量-成本两阶段规划优化求解策略,并选取南方某商业园区进行规划仿真。仿真结果表明,文章所构建的综合能源系统两阶段规划模型能够在保证系统经济性的同时兼顾环保性,并满足用户多种用能需求。     

基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度研究

为了应对当下高比例可再生能源和大规模电动汽车的接入给虚拟电厂双侧运行带来的挑战,提出了一种改进的Shapley值分配方法用于解决联盟收益分配问题。以虚拟电厂为中介,分别构建了以联盟收益最大化为目标的“需”侧用户-虚拟电厂联盟和“供”侧虚拟电厂-主动配电网联盟,再将双侧的合作博弈模型联系起来,构成基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度模型。利用改进的Shapley值进行联盟收益再分配,从而达到用户、虚拟电厂和主动配电网三方主体收益的最大化,最后进行实验验证。结果表明：该模型使三方主体收益相较于未合作博弈和任一单层合作博弈分别提高了15.64%,6.95%和6.949%,提高了系统运行的经济性。     

风光-氢储微电网系统多目标容量优化配置

为实现“双碳目标”,减少“限电”带来的不利影响,提出了风光-氢储能的微电网方案,介绍了系统容量配置原理,并建立数学模型。采用Homer Pro软件和改进BAS GA算法创建多目标风光-氢储能容量优化配置模型。在离网运行状态下,对风光-氢储能系统容量优化配置模型进行实例验证。结果表明：相较于风储、光储、风光储、风光柴储系统,风光-氢储能系统的净现值及度电成本分别降低为1 425.036 8万元和1.529 元/（kW〖DK〗•h）;可再生能源利用率提升至98.7%,负荷缺失率降低至5.50%。     

考虑碳自然循环的离网型风/光-火联合供能系统容量优化配置

针对合理规划离网型风/光-火联合供能系统使其达到碳中和要求的问题,首先考虑风光出力不确定性对新能源为主的离网型供能系统可靠性的影响,提出离网型风/光-火联合供能系统的基本结构;其次,基于自然界可消纳CO₂上限与世界能源需求总量之间的关系,建立供能系统的碳自然循环模型;以系统年总费用值最小为目标,建立供能系统容量优化配置数学模型,并采用粒子群算法求解。基于某实际离网型联合供能系统算例分析表明：所述容量优化配置方法在以较低成本保证供能可靠性的同时,可实现离网型风/光-火联合供能系统CO₂的“净零排放”。     

含电/热储能清洁供暖系统容量配置与运行分析

针对供暖清洁化改造与新能源消纳,提出增加电/热储能的配置以提高多能源系统的灵活性,以运行成本最低为目标函数构建了包含光伏、电化学储能、蓄热罐、电锅炉的多能流清洁供暖容量配置优化模型,基于DeST进行建筑供热负荷精细模拟,运用智能算法对系统在并/离网运行策略下不同场景各能量单元容量配置进行计算。受制于运行调度策略设置与成本限定,场景一并网运行策略下,仅配置光伏电站,运行成本最低。场景二自由购电与余电弃用策略下,相较场景一减少光伏配置,增加少量储热以减少供热低谷与光伏高出力叠加时段的光伏弃电。场景三在离网运行与新能源消纳限定条件下,电化学储能的大规模配置提高了系统的自给能力,成本较场景一、二大幅提升147.8%、111.9%,新能源浪费率由77%下降至50%,自给能力大幅提升。     

考虑绿证-碳交易的多虚拟电厂混合博弈优化调度

为分析多个虚拟电厂间协同管理经济效益及低碳效益问题,提出了一种考虑绿证-碳交易的多虚拟电厂混合博弈优化调度方法。首先,建立混合博弈优化框架,分析电网运营商和虚拟电厂联盟间博弈关系。然后,构建以电网运营商为领导者、虚拟电厂为跟随者的混合博弈优化模型,并基于纳什谈判理论,将虚拟电厂成本最小化等效为联盟效益最大化和合作收益分配2个子问题。最后,将二分法和交替方向乘子法相结合求解混合博弈模型。算例分析表明所提模型能够降低虚拟电厂联盟的总成本及碳排放量,协调联盟间的运行,提升联盟经济性及低碳性,实现了联盟成员合作收益公平分配。     

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...     

电力市场环境下储能电站和光伏电站合作博弈模型

与传统电力市场主体不同,储能电站既可以参与发电侧,也可以参与用户侧,进而获取利益。文章以发电商、售电公司、用户、储能电站和光伏电站为市场主体,建立电力市场博弈模型;以储能电站在某一时段的运行方式和报价作为博弈策略,计及储能电站必要的运行约束条件,建立储能电站运行模型;基于招标电价制建立光伏电站运行模型。考虑储能电站与光伏电站进行合作博弈,以最大化联盟收益为剩余博弈支付,以联盟内部交换功率和交易电价为协议,基于Shapley值对合作博弈剩余进行分配,通过分析得到模型的Nash均衡。文章通过算例验证了所提出方法的正确性和有效性,所建立的模型适用于储能电站与光伏电站进行合作博弈参与电力市场的情景。     

计及微电网群合作博弈的主动配电网能量优化调度二层规划模型

分布式能源通过微电网并入配电网形成的含微网群主动配电网具有高效运行的优点。文章采用二层规划理论建立计及微电网群合作博弈的主动配电网能量优化调度二层规划模型。以主动配电网为上层决策者,以系统收益最大化为目标,以进行合作博弈之后的微电网联盟为下层决策者,以联盟合作剩余最大为目标。上层决策模型和下层决策模型分别计及各自必要的约束条件,下层决策者需要调用微电网优化调度子模块,并基于Shapely值分配合作剩余。给出所建立二层规划模型的Stackelberg均衡作为模型的解,采用混沌粒子群算法设计模型求解流程。仿真算例表明,微电网群组成合作博弈联盟能够提高自身效益,增加市场主体的决策多样性。