梯级水库群多目标调度增益分配的组合系数法

在当前流域综合开发的背景下,流域内多利益主体间公平、高效、合理的效益分配,是维持梯级水库合作联盟的稳定性和综合发展的可持续性的关键。本文基于水资源多目标开发要求和多利益主体效益分配问题,提出了同时考虑水库贡献度和牺牲度的组合系数增益分配模型,综合水库在发电优化联合调度中的增益贡献度和多目标优化调度中的效益牺牲度,合理进行联盟增量效益分配。应用结果表明：增量效益的分配实质上是对水库贡献的奖励和对牺牲的补偿;贡献度和牺牲度都较高的水库分得更多的增量效益,组合系数分摊法的分配结果公平合理;与基于比例分配法和传统Shapley值分配法的分配结果相比,组合系数的分摊方法更符合当前水资源多目标发展要求。     

基于合作博弈论的风–光–水–氢多主体能源系统增益分配策略

多利益主体协同互补运行模式是今后能源转型的重要方向之一。提出了基于合作博弈理论的风、光、水、氢多主体能源系统增量效益(增益)分配策略。通过构建出力期望函数来描述多个风、光发电利益主体聚合后出力的随机性问题,并以联盟发电量最大为优化目标统一建立非合作模式下与合作模式下的调度模型。在构造电量增益函数的基础上,应用合作博弈论分别建立Shapley值法、Aumann-Shapley值法的增益分配模型。通过5利益主体以及雅砻江下游流域50利益主体的算例分析得到,梯级水电来水期对风–光–水–氢多主体能源系统合作运行的增量效益影响较大;风–光–水–氢多主体合作运行可以较大幅度提高各主体运行的增量效益和合作联盟的整体效益。     

促进新能源外送的梯级水电-风电联盟备用效益均衡模型

为减小风电出力不确定性对系统造成的影响,针对梯级水电-风电的合作运行展开研究。为促进大规模风电外送,提出一种基于纳什谈判的梯级水电-风电联盟备用效益均衡模型。首先,在考虑风电不确定性的情况下,考虑外送断面限制,以风电上网电量最大为目标构建风电-梯级水电联合运行模型。其次,基于纳什谈判理论,构建梯级水电-风电联盟增量备用效益均衡模型,实现联盟内部增量备用容量和增量备用容量价格优化,确保联盟稳定;然后,在梯级水电联盟内部对增量备用容量进行优化分配。仿真结果表明通过梯级水电-风电的合作运行,可以较大幅度提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益。     

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。     

基于非对称纳什谈判的多微网电能共享运行优化策略

推进可再生能源高效利用,实现电力系统低碳化运行成为电力系统改革的重要方向。该文首先构建了包含电热气多能协同的微电网模型,考虑了含有碳配额和碳交易的优化运行机制,并在热电联产机组模型中改进加入了碳捕集系统和电转气装置,以降低碳排放。然后,基于纳什谈判理论建立了多微网电能共享合作运行模型,进而将其分解为微网联盟效益最大化子问题和合作收益分配子问题,选择交替方向乘子法分布式求解,从而有效保护各主体隐私。在合作收益分配子问题中,提出以非线性能量映射函数量化各参与主体贡献大小的非对称议价方法,各微网分别以其在合作中的电能贡献大小为议价能力相互谈判,以实现合作收益的公平分配。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。结果表明,通过所提的多微网电能共享方法,微网联盟收益实现最大化;并且,微网联盟的合作收益基于各微网的能量贡献大小实现了公平分配;在碳排放方面,结果证明了碳捕集联合电转气系统,以及微网间的能量共享方法,都能够有效减少微电网运行过程中的碳排放量。     

基于广义纳什议价的多微电网配电系统多主体协同能量管理策略

为进一步挖掘多微电网配电系统内各级主体的合作潜力以及改善系统能量供需关系,提出一种基于广义纳什议价的协同能量管理优化策略。根据配电网层、微电网层和用户层的利益交互关系将谈判过程分为两阶段：在第一阶段,配电网和多个微电网-用户子联盟进行协商,以实现各主体的协同优化运行以及合作剩余的分配;在第二阶段,各子联盟内部进行获益结算。考虑各主体的利益,建立对应的两阶段议价模型,通过引入议价能力实现各方利益的非对称分配。将第一阶段议价模型分解为系统效益最大化和收益分配2个子问题,并采用两块交替方向乘子法实现分布式求解。算例结果表明,所提策略可有效实现利益的合理分配,提升各主体的经济效益,并且有利于提高配电网电压质量和新能源消纳水平。     

增量配电网多主体投资收益分配Shapley模型研究

为了引导以混合所有制开展增量配电业务,目前亟需构建合理公平的利益分配方案。基于贡献因素构建了增量配电网投资收益分配的Shapley模型。首先梳理了增量配电园区需要的各类投资主体,分析了多主体参与增量配电网的必要性和可行性;其次,提出了3种增量配电网项目的PPP模式;最后,根据博弈论中的Shapley模型,评价并计算了包含电力公司在内的多种投资主体的Shapley值。算例结果表明,多元化社会投资主体将在增量配电园区的混合所有制改革中获得高于本监管期内省级增量配电网准许收益增长率的投资报酬率。     

消纳保障机制下增量配售电公司的投资组合决策

在可再生能源电力消纳保障机制中明确将增量配售电公司纳入消纳责任考核主体。这样,研究消纳责任下增量配售电公司的最优投资决策对其经营发展、消纳保障机制的设计与完善均具有重要意义。在此背景下,文章提出了一种基于投资组合理论和展望理论的增量配售电公司最优组合投资决策方法。首先,对增量配售电公司应对消纳责任的投资决策行为进行成本效益分析,得出各投资行为的收益率和风险。接着,基于投资组合理论构建各投资行为的组合,提出增量配售电公司的组合投资模型。然后,为进一步反映增量配售电公司的真实投资行为,基于展望理论对所提模型进行改进,提出改进组合投资决策模型。最后,以某增量配售电公司为例进行验证分析,算例结果表明所提模型可使其获得最大投资决策效用。     

含规模化5G基站租赁共享储能的配电网混合博弈优化调度

传统供电方式下规模化5G基站面临高昂运行成本,为进一步协调5G基站电源侧能源结构低碳经济转型与电网侧灵活性调节能力提升,文章提出了一种含规模化光伏集成5G基站租赁共享储能系统的主动配电网混合博弈优化调度方法。以主动配电网为主体,多电信运营商与共享储能运营商组成5G基站联盟为从体,构建主从博弈优化模型,并采用二分法进行求解,得出主动配电网最优分时电价策略与5G基站联盟优化运行策略。考虑5G基站联盟各主体间的电量交互与成本分摊,基于纳什谈判理论构建多电信运营商与共享储能运营商合作博弈运行模型,并将其等效为5G基站联盟运营效益最大化子问题与电量交易支付谈判子问题,在此基础上,提出基于交替方向乘子法的分布式算法进行求解。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑云储能的综合能源运营商-负荷聚合商联盟混合博弈定价策略

为了准确描述负荷聚合商在与上级主体和同级主体进行能源交易过程中的各主体利益交互,以及用户侧储能昂贵且难以实施的问题。建立了综合能源运营商与负荷聚合商联盟之间的主从博弈模型,并特别考虑了拥有大量光伏用户的负荷聚合商之间的讨价还价博弈,以综合处理各主体之间的竞争与合作关系。为了实现负荷聚合商的低储高放策略,引入了云储能租赁的概念。采用二分法结合（alternating direction method of multipliers,ADMM）求解所构建的模型,以在各方持续互动过程中实现最大化的效益。研究结果表明,所建立的涵盖云储能租赁的混合博弈理论模型在保证各主体利益的同时能够制定合理的定价策略。     

含径流式水电的风-光-氢多能系统合作博弈增益分配策略

在我国大力推进清洁能源示范基地规划建设的研究背景下，以风电、光伏、径流式水电、电制氢系统为研究对象，兼顾系统运行经济性与安全性，以运行收益最大为优化目标构建考虑系统上网电量互补指标的联合优化调度模型。基于转移电量建立改进的最大最小成本(MCRS)法合作增量效益分配模型。通过算例分析可得：通过合作运行各利益主体运行时可以较大幅度提高收益；风、光、水上网电价及其上网电量互补程度对风-光-水-氢多利益主体能源系统合作运行的增量效益影响较大；改进的MCRS法具备合理性，可兼顾公平性与高效性。     

基于强化学习的非常规水资源优化配置模型

目前我国非常规水资源开发利用程度较低,水资源配置的系统不确定性较大,水资源优化配置模型有待提升.本文将强化学习方法引入水资源配置模型,以水资源的经济效益为优化目标,建立了基于强化学习方法的水资源优化配置模型,采用Python语言编制计算分析软件;以北京市水资源优化配置作为案例分析,将非常规水资源纳入配置体系,得到了研究...     

基于Shapley值抽样估计法的风-光-水互补发电增益分配方法

在多利益主体市场环境下,建立公平、合理、高效的互补发电增益分配方法是保障风-光-水互补发电优化调度能够实施的关键.针对风-光-水互补发电的特点,在建立考虑随机性、波动性和互补效益的风-光-水互补发电优化调度模型的基础上,提出风-光-水互补发电增益量化方法;在经典Shapley值(SV)法的基础上,提出基于Shapley值抽样估计(SSVE)法的风-光-水互补发电增益分配方法,并提出基于强化学习(RL)的样本量分配法,以提高SSVE法的精确性和计算效率.算例结果验证了采用RL样本量分配法的SSVE法的有效性,且SSVE法能够有效减少计算量以及解决经典SV法的组合爆炸问题.     

不确定条件下的山西省水资源调度规划研究

本文以山西省水资源的供需平衡为目标,进行水资源调度规划研究。首先根据山西省水资源分区、行政分区以及需水行业领域的水资源供需体系,构建了一个省级三层水资源调度框架(3-WRAF)。然后,以预先判断给定初始调度计划,再根据实际情景进行水资源调度,建立了基于3-WRAF的两阶段水资源调度模型(T-WRAP)。考虑在不同降水情景下,供水、需水、输水和经济收益等存在很强的随机和模糊不确定性,将T-WRAP转化为两阶段随机模糊水资源调度规划模型(TSF-WRAP)。最后,通过在目标满意度和约束可行度之间进行折中来求解TSF-WRAP,并进行实例计算给出了不同降水情景下山西省的水资源调度方案。     

基于排队论的电动汽车充电设施优化配置

在分析电动汽车充电行为的基础上,基于排队论建立了充电设施服务系统排队模型。在此基础上,研究了充电设施服务系统在排队等候中的概率特征,并定量分析了充电设施的运行效率。以充电设施服务系统总费用最小为目标函数建立了充电设施费用最优模型。结合电动汽车充电功率需求预测结果,研究了电动汽车充电设施不同配置方式对电网负荷率的影响。研究结果表明,通过合理配置充电设施,可以提高充电设备综合利用效率,从而进一步验证了所提模型的实用性和有效性。     

基于信息熵的梯级水库联合优化调度增益分配法

针对Shapley值法在求解多利益主体梯级水库联合优化调度增益分配问题中的局限性,引入基于信息熵的增益分配法,对乌江流域七座梯级水库联合优化调度的增益分配问题进行求解,并与指标分配法和Shapley值法的分配结果进行比较。结果表明,基于信息熵的增益分配法比Shapley值法需要的信息资料较少,计算效率高,可以得到合理且稳定的分配结果。该分配方法公平合理,避免了单指标分配法考虑问题不够全面的局限性,调动了水库参与梯级联合运行的积极性,有利于提高水电资源利用效率。     

大渡河瀑布沟以下梯级电站发电及水沙联合调度方案研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机。针对大渡河干流年来水时空分布特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案。利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库长期的淤积问题。     

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。