电力P2P交易中计及社会福利的产消者合作联盟

随着分布式清洁能源发电技术的发展,传统电力用户逐渐转变为电能产消者,并可采用合作联盟形式参与电力P2P(peer to peer)交易,促进分布式清洁能源就地消纳。该文通过从源端和传输端分别核算碳减排量的方法,构建一类考虑经济效益和环境效益的社会福利函数,研究分布式电能产消者通过合作联盟形式实现社会福利最大化的途径。设计一种依据产消者对联盟社会福利贡献值分配合作剩余的机制,激励产消者合作的积极性以维持联盟的稳定。算例分析表明：相较于P2G(peer-to-grid)交易和非合作P2P交易,产消者以合作联盟方式参与电力P2P交易的社会福利分别提升了62.62%、33.79%。因此,以市场化的方式组建合作联盟参与电力P2P交易并合理分配利益,可挖掘分布式清洁能源就地消纳的潜力,促进能源消费的绿色低碳转型。     

局域能源市场多产消者P2P交易框架设计

随着局域能源市场中分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,具有电能生产/消费行为的产消者得到了广泛关注与研究。在此背景下,为提高小规模能源在局域能源市场中的就地消纳能力,设计了一种面向局域能源市场中多产消者的点对点(P2P)日前市场交易框架。在局域能源市场建立了P2P市场交易平台,并对产消者的基本特征进行了归纳分析,提出了典型的产消者组合类型;在产消者层面,采用供给函数均衡模型对产消者竞价行为进行建模,确立了含多产消者的P2P交易平台参与局域能源市场交易;采用连续双边拍卖机制对产消者之间进行P2P匹配,并确定交易过程中的拍卖价格和交易价格。最后,通过算例验证了所提P2P交易框架的有效性。     

考虑多产消者差异化特征的社区微网系统P2P交易机制设计

随着分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,社区微网系统(community microgrid system,CMS)中用户已经从传统的消费者转变为具有电能生产/消费行为的产消者。在此背景下,通过引入点对点(peer to peer,P2P)能源交易机制,实现社区微网系统中的产消者自主能量管理以及自主竞价策略最终达成P2P能量交易。首先,考虑产消者的差异化特征,对CMS内部资源自主形成的4种典型类型的产消者进行整合和建模。然后,基于连续双边拍卖机制搭建了日前阶段多类型产消者P2P能量交易框架,各产消者考虑历史交易决策信息以个体利益最大为目标,并通过交互有限的信息,在产消者之间互相发起交易请求,实现CMS内产消者之间P2P能量交易。针对在交易过程中产消者可能出现的隐私性保护,提出基于多段报价机制的P2P竞价策略,既能降低交易方的信息暴露风险,又能减少单次竞价决策的风险度,保证产消者收益稳定。最后,通过算例验证文中设计的P2P交易机制能够有效保护产消者的交易隐私性的同时,提高其经济效益。     

面向智能园区多产消者能量管理的对等模型(P2P)建模与优化运行EI北大核心CSCD

可交易能源系统基于市场运行机制可以充分发挥产消者的资源灵活性,并保障电力系统的安全,经济运行。针对含光伏(photovoltaic,PV)出力、储能装置(energy storage system,ESS)、电动汽车(electric vehicle,EV)以及空调(heating ventilating and air conditioning,HVAC)资源的多个产消者组成的智能园区为研究对象,首先对产消者资源灵活性进行整合与量化并根据交易流向进行解耦。其次,为确保园区交互平台中参与用户的信息安全,实现园区内电能共享、就地消纳,提出了基于次梯度法的成本最小化算法及其分布式凸优化运行框架。优化子问题可以通过有限的信息交互迭代收敛于全局最优解,实现产消者之间的P2P(peer-to-peer)电能交易,最后通过算例验证了所提模型的有效性。     

城市园区微网系统端对端能量交易技术研究现状与展望

随着分布式能源(distributed energy resources, DERs)以及需求侧柔性资源的广泛应用,城市园区微网系统(urban community microgrid system, UCMS)的架构、形态和运行方式将发生根本性改变,终端用户在微网中的身份将从传统的消费者转变为兼具能量生产与消费能力的产消者。通过建立端对端(peer-to-peer,P2P)能量交易机制,各个产消者之间可以在市场的引导下实现能量资源的协调优化,有效提升经济效益、供需平衡以及可再生能源就地消纳等UCMS全局效用。为此,分别从交易机制、运营策略以及建模分析3个角度,对城市园区微网系统P2P能量交易技术的研究现状进行了分析,希望能够对未来UCMS市场化运营提供一定的思考和借鉴。     

考虑需求响应的多微网P2P能源交易低碳运行策略

随着“双碳”目标的提出,微电网作为分布式电源利用的有效形式,受到能源管理应用领域的广泛关注。随着微电网数量增加,多微网端对端(peer to peer, P2P)能源交易有助于促进区域内能源的互联互济和清洁能源的就地消纳。在考虑微电网的碳排放特性和需求响应潜力的基础上,构建多微网P2P能源交易模型实现配电侧供需协同以及确定其最优交易策略。首先,提出了微电网运行优化模型,以运行费用最小化为目标鼓励微电网参与需求响应;其次,实现微电网内部购售电和储能充放电碳排放的量化,并计算微电网的碳排放成本;再次,基于广义纳什议价理论构建P2P能源交易模型并在模型中加入潮流约束,在保证电力系统安全稳定运行的基础上实现多微网的能源共享和收益分配。最后,基于IEEE-33节点系统进行算例分析。结果表明,考虑需求响应和碳排放费用的多微网P2P能源交易有助于促进微电网之间的能源共享和新能源消纳。     

基于车联网平台的分布式能源交易体系

智慧车联网平台是新时代电力、交通与互联网融合的产物,也是泛在电力物联网的重要组成部分,在能源互联网背景下展现出巨大的发展潜力。通过有效利用车联网平台资源促进分布式能源消纳,既可以为车联网平台提供可行的盈利模式,也可以促进我国能源体系转型。文章首先对车联网平台内分布式能源交易架构进行分析。在此基础上针对车联网平台点对点（peer-to-peer,P2P）交易进行研究,提出了一种基于区块链智能合约的分布式能源交易体系。最后,设计了分布式能源交易模式下车联网平台运营模式,主要包括产消者模式、综合能源服务模式和数字化连接模式,可为车联网平台建设分布式能源交易体系提供参考。     

支持现货市场的分布式电力交易机制设计与实现

伴随电力体制改革的不断深入和分布式能源的大量接入,电力现货交易的商业模式正在被不断探索,亟需提出新的交易机制来适应新的商业模式。首先,基于去中心化的思想设计了一种适用于日内现货市场的分布式电力交易机制,激励产消者根据自身实际发电能力或用电情况发起实时的点对点交易需求,就近与周边产消者用户直接进行交易。然后,应用区块链技术以智能合约的形式规定交易规则,明确产消者的权利与义务。最后,结合智能电表与智能终端搭建具有两层互操作层的分布式电力交易平台,多信息融合通信,支撑交易自动出清与结算。提出的分布式电力交易机制可实现产消者点对点多边竞价交易,鼓励产消者合理申报交易需求,实现能源的高效分配、合理利用。     

计及分布式需求响应的多微电网系统协同优化策略

在清洁能源高渗透态势下，多微电网系统协同优化成为促进清洁能源高比例消纳的有效手段，合理的分布式需求响应机制对于进一步提升清洁能源利用水平具有重要研究价值。因此，提出一种计及需求响应的多微电网协同优化机制，建立需求响应资源自主竞价模型，实现分布式需求响应。首先，考虑到需求响应补贴合同的激励特性，构建微电网自治优化调度模型，制定电力供需计划和需求响应策略。其次，各微电网参考历史成交信息，以预期效益最大为目标制定需求响应资源竞价策略。再次，为实现经济高效的分布式需求响应，在日前阶段引入双向拍卖机制搭建需求响应资源端对端匹配框架。最后，通过算例验证了所提机制能实现需求响应资源分布式交易，提升多微电网系统整体经济性，并有效促进清洁能源消纳。     

基于区块链技术的产消者P2P电能智能交易合约

随着分布式资源比例在配电网中不断提高,如何为拥有源荷二重属性的产消者提供低信任成本交易平台和经济性高的智能合约是一个重要的问题。具有分布式特点和工作量证明(proof of work,PoW)安全机理的区块链技术被认为是目前最为适合分布式能源交易的工具之一。针对多产消者电能交易问题提出了区块链技术支撑的P2P智能合约。首先,建立了产消者的资源量化模型;其次,提出了基于P2P思路的产消者日前合约制定方法,产消者通过拉格朗日解耦原理和次梯度法对电能计划函数进行求解,期间根据价格更新函数在辅助区块链上实现信息交互,充分保护了用户的隐私安全,最终日前交易结果将存入内容可追溯的区块链账单中;在实时环节,全体产消者基于满足激励相容理论的VCG(vickrey-clarke-groves)规则对可能存在的功率偏差进行P2P电能交易,并将达成共识后的交易结果计入账单,在保证满足实时交易时限的同时提供了结算方便的区块链代币;最后通过算例验证了所提智能合约的有效性。     

考虑最优消纳区间的区域能源聚合商博弈策略

随着电力市场的不断深入发展,新能源建设开发不断加快,研究考虑新能源合理消纳的电力市场交易模式具有重要意义。为实现以最小的全社会成本完成最大化清洁能源消费占比,提出新能源“最优消纳区间”的概念,并建立区域能源聚合商与电网的主从博弈模型。博弈主体以最小购电成本为目标通过交替方向乘子算法计算出中标电量与出清电价,而博弈从体通过改进遗传算法进行最优能源调度并重新上报电价,以追求最高售电收益。双方经过多轮博弈最终达到Stackelberg均衡。结果表明“最优消纳区间”能够在保障新能源消纳权重的前提下,提升社会的整体经济效益,而双层优化的主从博弈模型可进一步增加博弈双方的利益,并实现“最优消纳区间”内新能源消纳率1.07%~1.32%的提升。     

P2P模式下产消者交易模型建立与仿真验证

随着新电改环境下售电侧放开,越来越多的产消者资源愿意参与到电力市场中以减少自身的用电开支,如何在P2P（peer-to-peer）交易模式下制定产消者购售电模型成为一个亟待解决的问题。首先,以含光伏（photovoltaic, PV）,微型燃气轮机和固定负荷资源组成的多个产消者集群为研究对象,建立了产消者资源约束模型。其次,采用拉格朗日对偶分解原理和次梯度法以产消者运行成本最小为目标制定了基于P2P市场交易模式的产消者购售电计划。在保证用户的信息安全的同时实现了产消者之间的P2P电能共享。最后通过算例验证了所提策略的合理性和有效性。     

基于主从博弈理论的社区微电网-配网能量交易模型研究

随着全球环境污染问题及化石能源短缺问题日趋突出,分布式光伏大量接入配电侧导致微电网环境下的能量管理愈发困难.为实现微电网能源高效消纳及资源合理配置,提出了一种基于主从博弈的能量交易优化模型.针对光伏产消型社区微电网建立一种新型区域电力市场模型,并根据电网分时电价模型及内部交易电价模型提出市场交易模式选择方案.提出基于数据驱动的产消者负荷模型,并搭建用户经济模型.基于主从博弈理论提出售电用户(主导方)与购电用户(随从方)的博弈模型,并结合微分进化算法提出该模型的求解流程.算例验证了该优化模型对于提升社区收益、促进能量消纳的有效性.     

基于区块链的农业时移负荷交易平台框架及交易策略研究*

随着数字经济与设施农业的发展,设置最优的交易策略让农业时移负荷就地消纳分布式发电功率最大化。根据区块链具有安全、去中心化、难篡改的特点,提出了基于区块链技术的交易平台,用于农网中分布式能源用户与新型农业负荷的交易。交易平台根据博弈模型制定内部电价,用户根据电价对分布式能源就地消纳最大化为策略目标做出响应。利用实物ID技术对时移负荷进行标识编码,并监督负荷的设备参数、用能和运行数据等信息。针对园区微电网中分布式能源用户的出力,对时移负荷提出了下一时段交易策略。融入交易平台的模式下,微电网内时移负荷控制更精确,能源就地消纳率和用户综合效益得到提升。     

碳交易协同的跨省区清洁能源电力交易多主体竞价博弈

碳交易的实施将增大电力企业的减排压力，“三弃”现象也将增加清洁能源跨省区消纳的需求，两者双重作用将深刻改变发电企业的市场博弈行为。基于此，综合考虑碳配额约束和清洁能源消纳受阻情况，文章提出了一种低碳激励型出清方式，并探究了跨省区电力交易主体的最优竞标策略。首先，搭建了碳交易与发电权交易协同下的市场架构，厘清了两者之间的协同影响。其次，货币化清洁能源发电的碳减排效益，基于经济效用和碳减排效益最大化建立了交易中心低碳激励型出清模型；基于利润最大化构建异质发电商竞价决策模型。算例分析验证了所提出清模型和竞标决策模型的有效性。结果表明，所提出清模型可促进清洁能源的跨省区消纳，所构建博弈模型能够使各发电商取得最优利润，市场达到均衡，最终实现出清目标的联合优化。     

基于模型预测控制的能源产消者端对端交易策略

新能源政策市场化无补贴发展背景下,为保障分布式光伏资源的消纳,须探索有效的市场机制,发挥用户调动灵活性资源的主动性。端对端(Peer-to-Peer, P2P)能源交易作为本地电力消费者和生产者间直接能源交易模式,有利于局部区域功率平衡。采用连续双向拍卖市场机制,提出基于模型预测控制的P2P市场交易策略。针对储能参与后的产消者电量投标决策问题,利用模型预测控制滚动优化储能的充放电功率,指导市场主体的电量投标。在此基础上,将具有学习能力的增强零信息策略作为报价方法,实现各主体的自主决策。辽西某区域电网算例结果表明：所提方法能够有效调动市场主体的积极性,指导其投标行为,进一步增加个体收益,提高配网接纳分布式光伏的能力。     

混合市场环境下计及电转气的园区燃气机组调峰优化模型

清洁能源消纳是当前我国电力市场改革加速推进的一项重要目标。在此背景下,文章构建了混合市场环境下计及电转气(power-to-gas,P2G)的园区燃气机组调峰优化模型。首先,设计了风光机组、燃气机组、电转气和储气罐参与的园区电力系统运行结构;其次,计及绿证交易市场和调峰辅助服务市场机制,分别构建了园区发电机组绿证交易模型和调峰补偿模型;然后,以清洁能源消纳最大化、燃气调峰意愿最大化、CO₂排放最小化和系统净收益最大化为目标,构建了清洁能源驱动下含P2G设备的园区供电系统经济调度数学模型;最后,采用混沌粒子群算法对模型求解。结果表明,此模型兼顾了P2G设备以及调峰补偿机制的园区电力系统,清洁能源消纳率提升了6.69%,CO₂排放量减少了14.66 t;燃气机组积极参与了调峰,系统净收益最高提升了18.706万元,验证了所提模型的有效性,并体现了求解算法较好的收敛效果。     

基于有机朗肯循环系统的分布式多能源交易机制

分布式可再生能源发电的发展可使传统电力用户也可以成为电力提供方, 即所谓的电力产消者(Prosumer)。电力产消者可通过电力交易获利。除电力外,天然气和热能也是需求侧广泛采用的能源形式。随着能源转换技术的快速发展和商业化,如有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）、电转气技术以及多种能源形式间的转换和分布式交易成为提高终端用能效率和社会效益的可行途径。在此背景下,文章研究产消者通过ORC系统进行分布式多能源交易的机制。首先,给出一种包含ORC系统的能源中心架构,建立ORC系统的稳态数学模型。然后,介绍传统的集中式交易模型,并根据在交易过程中是否包含可信赖的第三方机构,提出两种可行的分布式交易机制。基于所提出的分布式交易机制构建了交易优化模型,并采用交替方向乘子法 (alternating direction method of multipliers, ADMM) 进行分布式优化。最后,采用IEEE 123节点配电系统对所提出的分布式交易机制进行说明,分析通过ORC系统进行多能源转换和交易的经济效益及技术要求,并对两种分布式交易机制进行比较。     

基于交互能源机制的产消者能量管理方法

光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。     

考虑需求响应交易市场的虚拟电厂多阶段竞价策略研究

虚拟电厂是解决分布式电源参与电力市场交易问题的重要途径,然而分布式可再生能源出力的不确定性为虚拟电厂带来了较高的交易风险。针对具有可再生能源渗透率的虚拟电厂,考虑可再生能源出力、负荷及市场电价的不确定性,基于随机规划理论,提出其参与日前能量市场、日内需求响应交易市场和实时能量市场的多阶段竞价策略模型。以IEEE 6节点和24节点系统作为算例进行竞价策略优化,结果表明,需求响应交易可有效促进分布式可再生能源的消纳利用,提高虚拟电厂的经济效益。