计及配电网潮流约束下基于广义纳什议价理论的工业用户共享储能配置

共享储能为储能的商业化应用开辟了新方向。该文针对大工业用户合作投资运行共享储能的应用场景展开研究,以额定容量和额定功率作为决策变量,考虑各用户在共享储能全寿命周期中的总净收益,以及用户与共享储能进行功率交互引起的所在配电网潮流动态变化,基于广义纳什议价理论建立了共享储能合作博弈模型。由于原问题耦合了配电网潮流约束,又是含有幂次项的高度非线性混合整数规划问题,难以直接求解,故对原模型进行了两步处理：首先将原问题等效转化为集体利益最大化和合作收益分配2个连续的子问题依次求解,其次配电网潮流采用线性化近似模型。最后,该文基于一个18节点配电网中的4个大工业用户拟合作投资共享储能的案例,设置了4个对比场景验证所提模型的有效性。结果表明,所提工业用户共享储能配置方法不仅能够按贡献更为公平地分配合作产生的收益,以保证用户合作的积极性,还综合考虑了网-荷-储的联动,使得配置结果更加贴合实际,更具应用价值。从经济性的角度,所提合作投资共享储能方式使得不同用电行为之间的差异性得以充分利用,经济效益显著,为大工业用户进行用能管理提供了新思路。     

计及储能效益的综合能源系统利益分配机制研究

合理的利益分配机制能保障储能收益,激发储能参与辅助服务的动力,提升新能源消纳率。以综合能源系统参与主体为研究对象,以传统Shapley值法分配策略为基础,引入风险分摊、投入程度、协作优化、环境污染4类主体价值标签,构建云重心法修正的Shapely值法利益分配模型,量化联盟主体的贡献和价值并分配利益。算例分析表明,所提模型可实现各主体对综合能源系统的综合贡献水平与利益分配的精准匹配,提升投资者投资储能的积极性。     

基于改进Myerson值法的云储能双层优化运营模型

为深度挖掘集中式共享储能与分布式储能的在未来新型能源结构中的作用,提出了一种考虑多主体价值协同的云储能双层优化运营模型。首先,建立了综合利用共享储能规模效应和分布式储能用户互补性的云储能双层模型。其中,上层目标函数为考虑共享储能全生命周期成本的日经济效益最优;下层以用户联盟日运行成本最低为目标,并通过目标级联分析法（ATC）双层并行优化求解。为兼顾各参与主体利益及实现路径,提出改进Myerson值法解决链式联盟成本分摊和用户群带来的维数灾问题。最后,仿真结果表明,该模型可进一步提升社会整体层面上对清洁能源的消纳能力,且所提成本分摊方法能实现多方共赢,为未来用户侧大规模储能应用提供参考。     

一种基于半分布式结构化拓扑的云储能点对点交易策略研究

随着用户对储能资源需求的日益增长及点对点(peer-to-peer,P2P)交易技术的逐渐成熟,云储能P2P交易有望成为未来用户侧储能的新业态。针对中心化拓扑P2P交易可靠性差、负载不均衡,全分布式拓扑P2P拓展性差、低带宽节点过载的问题,该文提出一种基于半分布式结构化拓扑的云储能P2P交易框架,将能量流、信息流、业务流紧密的耦合在一起,在兼顾通讯效率的同时实现用户隐私保护。在此基础上,针对分层、多主体化交易框架下难以实现全局最优的问题,引入合作博弈理论,构建云储能运营商–社区–用户的双层P2P两阶段交易优化模型：第一阶段,以合作联盟利益最大化为目标,基于嵌套式交替方向乘子法建立云储能运营商–社区–用户双层储能容量共享模型;第二阶段,计及主体参与度差异性与市场因素,设计一种基于纳什议价模型的云储能服务定价机制,以实现利益分配。最后,通过仿真验证所提云储能P2P交易策略的可行性与优越性以及定价机制的公平性,结果可为用户侧储能业务开展提供全新的视角。     

计及缺电成本的用户侧蓄电池储能系统容量规划

在相关研究的基础上,考虑了用户侧电池储能系统在减少用户配电站建设容量和降低购电费用方面为用户带来的经济价值,建立了其降低配电变压器损耗和停电损失的价值模型。同时,考虑蓄电池储能系统的投资成本和运行维护成本,建立了其容量优化规划模型,并用粒子群优化算法进行了求解。     

基于Benders分解和纳什议价的分布式热电联合优化调度

考虑供热管网储能特性的热电联合优化调度可以有效地提高电力系统的灵活性,促进可再生能源高比例消纳。电力系统和热力系统隶属于不同的运营主体,热电联合优化调度在最大化总体效用时,不应损害个体利益。该文提出一种基于Benders分解和纳什议价的电-热综合能源系统分布式优化调度方法。首先,热力系统与电力系统依次计算最优热流和最优功率分配,分别得到各自独立调度的运行总成本;然后,利用Benders分解计算电-热综合能源系统最优能流,相应得出电-热综合能源系统运行总成本;最后,通过纳什议价重新分配两者的合作剩余以鼓励热力系统参与热电联合优化调度。两个不同规模算例的仿真结果表明,所提方法能在保护信息隐私的前提下,实现激励相容并促进可再生能源消纳。     

面向配电侧户用光伏无功激励奖励的纳什议价方法

随着可再生能源的发展,大量光伏接入配电网造成了严重的电压越限问题,提出户用光伏参与无功调节的方法解决该问题,并基于讨价还价博弈理论研究了光伏无功的激励奖励机制.首先构建了电网和用户的合作双层优化模型,外层模型以年综合费用最低为目标优化无功补偿设备的配置,内层模型以网损最小为目标优化系统的运行,二者通过合作产生了合作剩余...     

计及需求响应的微电网云储能配置模型

为适应逐渐开放的电力市场,深入考虑用户需求响应行为,对云储能进行合理配置,提出了计及需求响应的微电网云储能优化配置模型.首先,探讨需求响应在云储能配置问题中的必要性和可行机制,构建计及需求响应的云储能框架;其次,分析微电网中用户和运营商两类主体的储能行为,建立云储能配置模型;最后,通过算例研究验证所提模型的可行性和正确...     

计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型

为了科学合理地配置共享储能系统的参数、减少不必要的投资建设成本,提出一种计及电热综合需求响应的共享储能容量优化配置模型.首先,介绍了共享储能的运营模式,并分析了以往研究中共享储能模型的不足,进而提出共享储能动态容量租赁模型.其次,针对一类电-热综合能源微网进行建模.在此基础上,提出计及电热综合需求响应下共享储能容量配置...     

多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊

为解决多微电网中共享储能优化配置及其成本的公平分摊问题,提出多微电网共享储能的多目标优化配置及其成本的改进Shapley值法公平分摊方法.该方法包括2个阶段:在阶段1,提出多微电网共享储能多目标优化配置模型,将共享储能用于平抑多微电网净负荷功率波动,以共享储能成本最小和多微电网净负荷方差最小为目标建立优化模型,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求出其Pareto前沿面,再利用模糊隶属度函数筛选Pareto前沿面的最优折中解,获得共享储能优化充放电功率和对应的优化配置容量及其成本;在阶段2,提出基于线路功率损耗的改进Shapley值法,并采用该方法在多微电网之间分摊共享储能配置所产生的节省成本.算例结果验证了所提方法的有效性.     

计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型,通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题,通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后,在每次迭代中,各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略,并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调,以达到全局一致性。结果表明,该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升,有效促进了可再生能源的消纳水平,平衡了各参与者的利益,同时降低了能源成本。     

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。     

考虑电池寿命的混合储能微电网优化配置

针对偏远地区供电困难的问题,提出一种考虑电池寿命的混合储能微电网优化配置方法。首先,考虑到储能特性,构建了电池寿命模型和水轮机效率模型。基于用电习惯,建立了居民、商业、工业区域的需求响应模型。进而,以年投资成本和日运行成本最低为目标,建立微电网的双层优化配置模型,并通过线性化方法将原问题转化为混合整数线性规划问题。最后,使用基于需求度的Shapley值法对经济成本进行分摊,并分析电池寿命和负荷互补效应对系统经济性的影响。算例表明：所提方法能有效提高电池寿命,降低经济成本;基于需求度的Shapley值法相较于常规Shapley值法在分摊上更加合理;负荷的互补度与共建微电网节省的经济成本成正比。     

考虑碳排放分摊的综合能源服务商交易策略

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了多综合能源服务商合作博弈运行模型,将综合能源服务商碳排放成本引入优化目标函数,并利用分布式算法求解最优能源交易量和交易费用。基于由修改的IEEE 39节点电网和12节点气网构成的多综合能源服务商系统进行仿真分析,验证了所提模型和方法的有效性。     

考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统优化配置

聚合商参与配网投资模型已成为一种新兴商业模型,提出一种考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统双层优化配置模型。首先,构建分布式储能系统综合收益和网损灵敏度指标。然后,储能聚合商将分布式储能系统投资运营综合收益最大作为上层目标函数,下层配网运营商将分布式储能系统并网后的网损灵敏度最小作为目标函数,并采用自适应粒子群算法分别对上下层模型进行求解。最后,算例分析结果验证了所提模型与方法的正确性和有效性。通过储能聚合商与配网运营商耦合决策作用实现不同主体的利益双赢。     

基于云储能的微电网多源协调优化

云储能作为能源互联网发展背景下的储能新方式,不仅可以作为集中式储能设施,也可以是一种分布式储能资源.将云储能与微电网相结合,分析其能量的协调优化,以经济成本为目标函数,基于云储能系统的特点建立微电网模型;通过充分利用云储能技术,实现储能系统对输出功率波动的快速控制,另外,需求响应层以源荷互动的方式对负荷进行优化,采用模...     

含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场策略

为了提高新能源发电效益,可利用储能配合新能源主动参与市场以获得更多盈利的机会,因此提出了含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场的运行模型。偏差风险被定义为日内弃电损失与惩罚费用之和,其源于新能源不确定性所产生的偏差功率。为了降低新能源参与市场交易的偏差风险,以新能源总期望收益最大为目标、以日前计划功率为变量、以储能最大充放电功率等为约束建立协同运行模型,通过场景分析法模拟新能源出力的不确定性,采用条件风险价值度量风险并引入风险规避因子。根据是否考虑预测偏差功率,提出以新能源发电功率预测值、以考虑预测偏差功率后的发电功率预测值作为申报功率上限的2种申报策略。算例分析结果表明：在所提2种申报策略中,考虑预测偏差功率的申报策略具有更高的综合效益,可为新能源提供重要参考;储能协同新能源参与市场可有效规避偏差风险,有利于推动新能源为主体的新型电力市场中能量市场和辅助服务市场的并重发展。     

考虑源荷不确定的多园区微网与共享储能电站协同优化运行

共享储能作为一种新兴能源存储技术正在迅速发展。为提高含共享储能电力系统的经济性,提出一种基于源荷不确定性的两阶段鲁棒多园区微网与共享储能合作博弈模型。首先,建立共享储能主体和各园区微网主体间的电能交易优化运行模型。其次,考虑可再生能源及负荷的不确定性,建立园区微网的两阶段鲁棒调度模型。然后,基于纳什谈判理论建立多园区微网-共享储能多主体合作运行模型,并将其等效为合作成本最小化子问题与电能谈判支付子问题。为了保护各主体隐私,运用交替方向乘子法对上述两个子问题进行分布式求解。最后,通过算例验证所提合作运行模型以及分布式算法的有效性。仿真结果表明共享储能与各园区微网协同优化运行能够减少各主体的运行成本。     

考虑电价不确定性的主动配电网网损成本鲁棒优化模型

提高配电网的运行效率和可靠性是配电网运营商优化系统运行的主要目标,在开放电力市场中,市场电价波动可能会使得上述优化目标下不能够最小化配电网的网损成本。基于此,构建考虑电价不确定性的配电网运营商网损成本鲁棒优化模型。分析不同优化目标下电价波动以及需求响应和储能调度策略对配电网运行网损成本的影响,并给出在不同情境下的最优运行策略。IEEE 33节点配电网的仿真结果验证了所提模型的有效性。     

考虑广义储能和条件风险价值的综合能源系统经济调度

储能设备能够提高清洁能源利用率、减少系统运行成本,但传统储能由于价格昂贵限制了其本身的发展。为了充分发挥储能在综合能源系统中的优势,将需求响应、热惯性、电储和热储整合为广义储能(Generalized Energy Storage,GES)资源进行统一协调调度。另外,由于风电具有很强的不确定性,通过k-means方法聚类得到风电的典型出力场景。在充分考虑各种设备运行约束的基础上,采用条件风险价值(Conditional Value at Risk, CVaR)量化风电不确定性带来的收益风险,构建了计及CVaR的综合能源系统经济调度模型。最后,在Matlab环境下调用Cplex求解器验证了所提模型的有效性。