基于主从博弈的区域综合能源服务商运行策略

随着电力系统转型的不断推进,区域综合能源服务商(regional integrated energy service provider,RIESP)由传统的自上而下无竞争的垄断模式向多方竞争模式转变。文章综合考虑了RIESP自身发电成本及用户购能满意度,提出了一种基于主从博弈的RIESP运行策略模型。首先,介绍了RIESP的基本架构及两步式决策机制,建立了以RIESP运行利润最大为领导者目标函数和用户消费剩余最大为跟随者目标函数的主从博弈模型。然后,证明了模型Stackelberg均衡解的存在性和唯一性,并采用基于差分进化和粒子群(differential evolution- particle swarm optimization,DE-PSO)的混合算法进行求解。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性,结果证明,RIESP收益及用户消费剩余均有所提升。     

基于非合作博弈与收益共享契约的能源服务商定价策略

随着能源互联网的快速发展以及自由化能源市场改革的深入,能源供应链管理与能源的实时平衡对于综合能源系统的稳定运行具有重要作用。在此背景下,提出了一种包含能源公司、能源服务商和用户的综合能源市场定价机制。以能源服务商利益最大化为目标,建立了基于零售价格弹性的能源服务商的非合作博弈模型。能源服务商通过收益共享契约参与能源供应链的管理,同时能源服务商选择能源公司提供的合同条款,以保证自身利润最大化。利用Nikaido-Isoda函数将能源服务商之间的非合作博弈模型转化为最优问题进行求解,并证明了纳什均衡解的存在性和唯一性。通过仿真证明了所提出的模型和方法能够实现以能源服务商为中心的综合能源系统中多方收益的均衡,并着重分析了不同的收益共享因子对能源公司、能源服务商和能源供应链收益的影响。     

基于主从博弈的含电动汽车虚拟电厂协调调度

电动汽车作为配电网中最为重要的主动负荷,其充电优化管理成为目前售电侧开放下的重点研究领域之一。而虚拟电厂作为电网分布式能源管理的重要解决方案,其传统定义侧重于在发电侧聚合小容量分布式能源以提高可再生能源在电网中的消纳程度。结合售电侧开放下的电力市场改革需求,文中提出以虚拟电厂作为售电实体参与电动汽车充电管理的协调调度优化模型。在能量市场交易模型中,虚拟电厂作为分布式能源与电动汽车的聚合代理商参与电力市场电能申报与交易;在主从博弈模型中,虚拟电厂通过主从博弈制定合理的售电价格引导电动汽车的有序充电入网,并通过协调调度集中整合优化分布式能源。算例分析表明,通过虚拟电厂的集中优化管理可以有效实现分布式能源与电动汽车的能源互补并提升整体运行经济性。     

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。     

基于双向主从博弈的储能电站与综合能源系统经济运行策略

综合能源系统与储能电站在提高能源利用率方面具有显著优势,但如何建立综合能源系统与储能电站的协调优化策略是一个亟须解决的问题。为此,该文提出一种基于双向主从博弈的储能电站与综合能源系统经济运行策略。首先,在考虑储能电站作为用能主体和供能主体两重性的基础上分析了各主体间的博弈关系;其次,分别对综合能源系统、储能电站和主动配电网建立优化模型;然后,以主动配电网为领导者,储能电站为二级领导者,综合能源系统为跟随者,构建双向主从博弈模型,并从理论上证明该博弈存在唯一的均衡解;最后,通过算例仿真验证了所提策略能够有效地权衡综合能源系统、储能电站和主动配电网三者之间的利益关系,实现各主体间的利益均衡,提升系统整体的经济效益。     

基于主从博弈的分布式储能汇聚研究

随着电力市场的开放,零散分布、闲置率高的分布式储能参与汇聚复用具备现实条件,汇聚过程能有效提升电网效益。以电动汽车（EV）作为分布式储能的典型代表,基于博弈论思想,充分考虑电动汽车作为出行工具的本职工作,提出了电动汽车聚合商（EVA）与电动汽车集群（EVC）间的主从博弈模型。引入主从博弈,充分遵从个体自主性和智能性,进一步采用一种基于Matlab的YALMIP工具箱的分布式互动算法对问题进行求解,能有效避免电动汽车用户隐私泄露,同时提升博弈参与者的经济效益和促进可再生能源就地消纳。     

基于主从博弈的智能小区代理商定价策略及电动汽车充电管理

智能电网的负荷包括传统负荷和主动负荷,我国配电网侧的主动负荷主要由电动汽车构成,功率需求随电价变化是其重要特点之一。随着电动汽车的普及,代理商将在小区电动汽车充电管理中扮演重要角色。如何制定代理商的定价与购电策略,实现代理商与电动汽车车主双赢,成为重要的研究课题。基于以上原因,提出了一种未来智能小区代理商的定价及购电策略,将代理商和车主各自追求利益最大化建模为主从博弈。该模型亦可为研究电动汽车参与的需求侧响应提供重要的借鉴。另外,还进一步通过Karush-KuhnTucker最优性条件和线性规划对偶定理将此博弈模型转化为混合整数线性规划问题进行求解,最终获得全局最优的定价策略。     

基于主从博弈的主动配电网阻塞管理

随着需求侧灵活性资源在配电网中的渗透率不断提高,其不协调的运行方式可能会导致配电网中线路阻塞和节点电压越限。为解决这些问题,提出了一种配电网节点边际电价统一出清的主从博弈双层调度框架。上层框架解决用户在负荷聚合商引导下的用电成本最小化问题,负荷聚合商为主从博弈的领导者;下层框架解决配电网系统运营商在考虑网络潮流安全和电压越限前提下的社会福利最大化问题,配电网系统运营商为主从博弈的追随者。利用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件和对偶定理,将非线性双层问题转化为单层混合整数线性规划问题求解。仿真算例验证分析了所提出的模型对缓解网络阻塞的有效性,以及灵活性资源在配电网阻塞管理当中的作用。     

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。     

基于主从博弈的共享储能分时电价策略

为提高共享储能收益,同时兼顾用户用电成本,建立了以储能电站为主导者、社区用户为跟随者的主从博弈模型。储能电站依据历史用户用电情况制定充放电策略,决定分时电价;用户根据主导者提供的分时电价,在充分满足不可转移负荷用能需求前提下,给出用电功率,选择合适的能源服务商。使用KKT最优性条件和线性规划对此博弈模型进行线性化处理,并利用商业求解器对其求解,通过算例分析,对所提方法的合理性进行验证。结果表明:基于主从博弈的共享储能电费定价策略,可使共享储能得到较高的收益,且使用户的支出也得到一定程度的降低。     

基于斯塔伯格博弈的多利益主体需求响应策略

随着泛在电力物联网加速建设,聚合用户侧可控负荷提高电网的可调控容量,提高电网的可靠性与经济性变得越来越重要.文中挖掘用户侧可控负荷类型,聚焦需求侧响应策略,从系统运营者角度构建了实时平衡市场中大工业用户、负荷集中商、终端用户参与需求响应以及发电商上调出力的数学模型,建立系统运营者的最小调整成本目标函数.在此基础上,提出需求响应的斯塔伯格博弈数学模型,模型中系统运营者作为领导者,需求响应市场主体作为追随者,系统运营者对各追随者提供激励,各市场主体根据激励相容原则进行决策,决策出最佳需求响应电量,此时为系统最小调节成本.基于某地区多类负荷参与需求响应的算例,运用粒子群分散式决策算法,考虑需求响应的电量边界约束,设定负荷优先级,求解需求响应策略.算例仿真结果验证了所建模型与方法的可行性与有效性.     

基于主从博弈的工业园区综合能源系统氢储能优化配置

在源、网分离模式下中小规模的工业园区综合能源系统中,薄弱的外部供能网络和较高的用热负荷需求引起了系统能量失衡和运营商盈利模式单一等问题.为改善能量平衡,提高能源系统运营商收益水平,结合氢储能多能联供联储的优点,设计由运营商配置氢储能的工业园区综合能源系统基本架构;参考现有价格-能量博弈模式,构建含氢储能的综合能源系统及...     

园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型

针对园区能源交易中能源商和用户的价量优化问题,提出园区能源供需价量双层Stackelberg博弈模型。上层模型能源商以实现自身利益最大化为目标,考虑多能流率平衡约束和外网交互约束、电转气、储电/热和燃气轮机等源储约束,通过竞争决定能源价格;下层模型考虑用户用能需求响应,以用能成本最小化为目标,考虑负荷需求约束,根据能源商的决策价格,决定用能需求,能源商进一步根据用户用能需求优化能源价格,反复迭代至收敛。算例结果显示所提方法能有效实现双方效益最大化。     

基于博弈论的热电联产机组最小运行方式监管制度设计

厂网分开后,热电厂为追求利益最大化,有虚报抬高机组最小运行方式的内生冲动。依据经济学理论,进行制度设计,加强对热电厂的专业监管,十分必要。该文将监管部门与热电厂作为博弈的双方,以监管部门对热电联产机组最小运行方式审核还是不审核、热电厂上报最小运行方式违规还是不违规为基本策略,建立一个混合策略博弈模型。针对模型的纳什均衡解,提出加大惩罚抑制电厂违规的4个原则,设计了与电厂额外收益成正比、与电厂违规程度和违规次数呈指数关系的惩罚费用函数。算例验证所设计的机制能够较好抑制热电厂的违规行为。     

基于主从博弈的虚拟电厂双层竞标策略

虚拟电厂是一种集分布式能源和负荷为一体的综合能源服务商,也是一种新型的上网交易模式。由于虚拟电厂内部主体存在产权独立性,且电价竞标与电量竞标存在先后行动次序,应用Stackelberg动态博弈理论,建立虚拟电厂竞标问题的动态博弈模型。考虑风、光及负荷的出力波动和预测误差,分别建立虚拟电厂的电价竞标模型和电量竞标模型。基于两个子模型的主从递阶关系,利用最优性一阶条件和粒子群智能优化算法,求出模型的均衡解,确定虚拟电厂内多个分布式电源的交易电价与调度计划。最后对模型进行仿真,讨论不同场景下虚拟电厂的收益、电价竞标和电量竞标结果,验证模型的有效性。     

基于Stackelberg博弈的光伏用户群优化定价模型

在由多主体组成的光伏用户群中,用户间存在光伏电量共享。然而,在现有的分布式光伏上网政策下,用户间的共享水平很低。为了提高用户间光伏电量共享水平,根据用户的用电特性,构建了光伏用户群内的多买方—多卖方格局。结合中国的分布式光伏上网政策,运营商作为主导者,以其收益最大化为目的,制定光伏用户群内部电价。用户作为跟随者,基于运营商发布的内部电价进行需求响应,最大化自身用电效益,用户需求响应的结果同时也会影响运营商的收益。通过分析该电力市场中运营商和用户的行为特性,提出了基于Stackelberg博弈的需求响应模型,并证明了该博弈均衡点的存在性和唯一性。算例结果表明,在该光伏用户群中,运营商通过制定内部电价,能够有效提高自身收益以及用户用电效益,并明显提升了光伏用户群内光伏电量共享水平,验证了所提模型的有效性。