孤岛运行下含储能系统的微电网多代理博弈模型

储能系统(ESS)在微电网中的应用可以提高网络的供电可靠性和经济效益。在孤岛运行方式下,多个储能单元在微电网内的合理使用,能够优化微电网内的功率流动,从而实现微电网的经济性运行。文中基于多代理系统控制模型,研究了在孤岛运行方式下的含多储能单元的微电网内各分布式能源(DER)及负荷的动态博弈模型,考虑电量电价弹性产生的负荷需求响应,建立了基于风险成本的Agent电量投标模型和基于VRE强化学习算法的电价投标决策,最后在多代理仿真平台上加入以上模型和方法,通过对比分析验证了模型的有效性,同时实现了微电网和DER的经济性优化。     

基于合作博弈的配电系统源网荷间市场化交易方法研究

在能源互联网的发展背景下,分布式电源（distributed generation,DG）和电采暖负荷通过组成供电联盟的方式实现内部生产和消费,促进新能源消纳,同时参与市场化交易已成为必然趋势。首先给出了以DG和电采暖负荷组成的供电联盟参与市场交易模式存在的条件;其次,运用合作博弈理论,制定了联盟交易模式下的定价机制,并提出了各参与方利益的计算方法;然后,以代理供电联盟的售电商利益最优为目标,构建了供电联盟选择及日前撮合和报价模型;最后,通过对联盟交易模式进行仿真和分析,证明了其可行性和优化决策模型的有效性。     

用户自备分布式发电与供电商的博弈

随着越来越多的用户选择自给自足的分布式供能方式,电力市场条件下用户自备分布式发电(DG)与供电商的经济冲突成为亟待研究的问题.基于此,文中重点分析了仅考虑用户利益的DG规划对DG的推广发展所产生的负面影响,建立了以双方年效益为效用函数的博弈模型,并结合联营电力市场中电价理论给出以市场出清电价为核心的利益分配模式,用以解决双方的冲突.为证明该模式的有效性,根据1999年加州电力市场电价数据,给出规划某商业用户自备DG的博弈过程及结果.从结果看,在该利益分配模式下,可以实现用户DG、供电商、社会三方共赢.     

基于多代理的多微网智能配电网动态博弈模型

多个微电网互联组成智能配电网,能够提高清洁能源的利用率,减小源荷波动带来的负面影响.但多个微网间的调度问题具有非合作特性,难以直接通过集中优化求解.鉴于此,设计了基于多代理系统的智能配电网动态博弈框架.首先根据电能的用途与归属,建立了基于价格差异与时间贯序权重的智能配电网两阶段快速调度决策模型.然后,在考虑清洁能源随机性的基础上,建立了基于最大投标风险承受比例的电量决策模型和基于最小用电成本的电价投标决策模型.最后,开发了基于多代理系统的动态博弈仿真平台并加入上述调度、博弈模型,对比分析了多种策略下的仿真结果,证明了所提快速调度和动态博弈模型的有效性.     

考虑风储参与的电力市场联动博弈分析

研究了考虑风电与储能参与的电力市场联动博弈问题。首先,在含有传统发电、供电、风电、储能商及用户的多方电力市场联动博弈模型中,针对风电与储能服务商的特点,设计了独立和联营2种运营模式,并分别建立了考虑投标风险的最佳风电投标量及储能充放电决策模型;然后,建立了基于多代理的电力市场联动博弈模型,对比和分析了2种模式下风电投标及储能充放电行为的差异,以及联营模式下考虑网络约束前后各方利润和线路负载等技术经济指标。仿真结果表明:风电商能够优化决策自身投标电量,获得合理的利润;风-储联营模式能够对风能进行合理转移,增加两者总利润;网络约束对市场中参与方的利润有重要影响。     

考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法

在对增量配电网进行规划时,如何根据不同利益主体的市场行为获取最优的决策方案是目前亟需解决的重要问题。针对该问题,该文通过引入虚拟博弈者"大自然",实现了博弈理论和鲁棒优化的深度融合,提出一种考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法。首先,分别构建DG投资运营商、配电网投资运营商和电力用户不同利益主体的规划决策模型;然后根据三者的传递关系分析分布式电源(distributed generation,DG)投资运营商和配电网投资运营商之间的静态博弈行为;同时采用鲁棒优化处理DG出力的不确定性,并引入虚拟博弈者"大自然",研究其与配电网投资运营商之间的动态博弈行为;在此基础上提出动–静态联合博弈规划模型,最后结合迭代搜索算法和极大极小值法对上述模型进行求解。仿真结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

用电侧市场放开下的电力市场多主体博弈

为保证新一轮电改的顺利进行,研究新结构下的市场主体间特别是售电公司与其他主体间的利害冲突关系是关键。文中在梳理并搭建了新形势下电力市场结构关系的基础上,采用多代理技术构建了含发电企业、售电公司及市场用户(对比于非市场用户)的市场多主体博弈框架;其次,就各主体特点、相关交易规则及各主体博弈交互关系,设计了以主体收益函数为目标的市场博弈模型;最后,采用强化学习方法对发电企业、售电公司等市场主体在双边合同市场、集中交易市场的买卖电价、电量进行优化求解。仿真结果表明,发电企业和售电公司的市场收益与份额,主要取决于售、购电量在双边合同市场与集中交易市场的合理分解;随着博弈过程深入和市场信息透明化,市场价格与收益将趋于平稳。     

基于区块链智能合约的分布式发电市场化交易机制研究

随着分布式电源等多主体参与市场竞争,如何有效地激发分布式发电用户的自主交易积极性,并保证其公平、公开、合理性,是推进分布式发电市场化交易的研究重点之一。在可交易能源系统的背景下,基于区块链智能合约技术提出了一种去中心化的分布式发电市场化交易机制,包括报价、审核、竞价、出清、结算机制,实现产消用户之间的P2P电能交易;并提出建立一种代理用户交易决策的模型,通过负荷预测技术以及对实时电价、市场成员报价的分析,以用户经济最优为目标,帮助用户进行交易决策;最后演示了简单的智能合约部署。     

基于负荷类型细分的负荷聚合商日前投标非合作博弈模型

负荷聚合商能整合中小负荷资源并为其提供参与市场调节的机会,以提高需求响应效率。提出了一种基于负荷类型细分和非合作博弈的负荷聚合商日前投标模型,一方面根据居民柔性负荷的不同用电特性进行典型分类并将每一类负荷作为研究对象,避免了以家庭为控制单位参与投标的复杂度;另一方面在开放电力市场下,不同于常规多目标集中优化,引入博弈思想协调优化各聚合商作为独立决策主体的利益。根据物理特性将居民柔性负荷分成4类,并基于用户使用习惯和舒适度建立负荷模型;在市场电价的引导下,基于用户黏性理论优化聚合商售电电价,建立负荷聚合商日前投标决策模型并进行算例分析。仿真结果表明,所建立的负荷聚合商投标决策模型通过对居民负荷的分类聚合和补偿,在计划调度层面能有效减少电网峰时负荷和平抑峰时电价,提高负荷聚合商的利润,降低用户用电成本。     

综合能源服务商参与多能源市场的决策建模研究

提出了一种包含综合能源服务商的多能源市场框架,研究了综合能源服务商聚合用户侧分布式能源资源,并参与电力批发市场的行为。在Leader-Follower模式下建立了综合能源服务商的双层决策模型,利用KKT条件和强对偶理论将双层决策模型转化为单层的混合整数线性优化模型。算例分析表明,综合能源服务商的行为能整合用户侧分布式能源资源,完成需求侧响应,使用户侧成本最小、决策最优。研究成果将为多能源市场的构建以及综合能源服务商参与市场的决策提供参考。     

多虚拟电厂参与日前电力市场的鲁棒竞标博弈方法EI北大核心CSCD

针对风电出力的不确定性和多元决策主体间的复杂博弈关系对虚拟电厂(VPP)参与日前电力市场的竞标方案的影响,提出了一种基于非合作博弈理论和鲁棒优化思想的多VPP参与日前市场的竞标博弈方法。设计了多VPP同时参与能量市场和调峰市场的非合作博弈框架和相应的交易流程。建立了各VPP在其余竞标主体报价方案的基础上,聚合多种分布式能源参与市场交易的非合作博弈竞标模型。计及风电出力不确定性对VPP运营的影响,通过强对偶理论和鲁棒优化方法将确定性竞标模型扩展为鲁棒优化模型,并在模型中引入了鲁棒调节系数来灵活调整VPP竞标方案的保守性。通过重复执行多轮竞标博弈的求解策略,直至各市场主体均不能从单方面改变投标方案中获利后,确定各VPP在日前市场中的综合出清方案。算例分析表明,所提方法给出了VPP在能量市场和调峰市场的投标优化方案,可为VPP最优参与电力市场多类型交易产品提供参考。     

基于合作博弈的含清洁能源发电商参与现货市场竞价策略及收益分配

随着清洁能源发电技术的成熟及其建设成本的下降,含清洁能源发电商在参与电力市场时逐渐从补贴对象转变为自主竞价的市场主体。一方面,火电机组具有较好的调节能力,但在较低的预期能源价格期间,昂贵的生产成本可能导致其单独参加现货市场竞标时缺乏竞争力;另一方面,清洁能源出力和现货市场电价的不确定性导致发电商在参与电力市场竞争时需承担投标偏差造成的损失,收益大幅下降。采用风火联合竞价策略可以促使二者优势互补、共赢发展。首先,以含清洁能源发电商参与现货市场竞价利润最大为目标,建立考虑投标偏差惩罚的风火机组联合组成的含清洁能源发电商两阶段随机整数优化竞价模型,采用条件风险价值理论评估清洁能源和电价预测偏差风险,并得到最优竞价策略。对联合后获得的收益,利用合作博弈论中的核仁解给出火电机组与清洁能源机组间的收益分配方法。算例仿真验证,所提竞价策略有效提高了含清洁能源发电商的利润,降低了投标偏差惩罚对含清洁能源发电商收益的影响,增强了含清洁能源发电商在参与现货市场的主动性。     

考虑不确定性的火电发电商现货-深度调峰市场优化决策

针对电力现货市场与深度调峰市场联合运行背景下发电商电能量利润空间压缩、深度调峰功能亟待拓展等问题,提出考虑不确定性的发电商现货-深度调峰市场优化策略。基于Stackelberg博弈,构建兼顾联合市场利润和风险的发电商日前报价策略双层优化模型。在上层模型中,以发电商联合市场利润最大化为目标,对发电商分段报价进行优化;在下层模型中,考虑竞争对手报价场景的不确定性,提出电力现货-深度调峰市场联合出清模型。针对净负荷不确定性,引入波动不确定度参数,将双层模型转换为基于信息间隙决策理论的发电商现货-深度调峰市场决策模型。基于安徽省实际市场数据进行仿真验证,得到适应不同负荷场景的发电商联合市场日前报价策略,结果表明考虑不确定性的联合优化决策能够有效规避负荷不确定性带来的利润波动风险。     

区域配电网内分布式电源和负载联盟交易模式设计和分析

分布式电源和负载可在配电侧形成电能供给和消费的联盟,并参与区域电力市场交易。相比于单独进行交易,这样的联盟通过帮助市场能力较弱的分布式电源和负载参与到配电网市场中,推动配电网中的中小型负载和分布式电源之间的直购电业务的发展,促进配电网侧的电力市场形成;同时利用市场信号引导分布式电源和负载的电能生产和消费过程,使得它们获得更多的经济利益,促进分布式可再生能源的发展。文中给出了区域配电网中联盟交易模式的存在条件,并且基于公用电网的作用和合作博弈理论,建立了相应的交易价格模型。进一步,以集成售电商的收益为优化目标,构建了联盟选择和定价的优化决策模型。仿真算例说明了联盟交易模式的理论可行性,证明了在不同运行场景中所提优化决策模型的有效性。     

市场环境下分布式光伏协调售电交易机制及策略

推进分布式电源参与电力市场交易是能源发展与市场发展的必然要求,而分布式电源可通过售电公司代理的方式参与市场。在现货市场背景下,以分布式光伏为例,针对协调售电的模式,提出了以售电公司购电成本最小化为目标的交易决策模型。设计了代理双方“双价格”的合约定价机制,分别基于预测电价及实际电价确定优化决策价格和结算价格,前者用于模型优化,后者用于合约结算,从而实现代理双方的利益平衡,为售电公司代理并管理分布式光伏发电从而促进市场环境下分布式光伏的有效利用提供思路,也为售电公司在新的代理关系下参与现货市场申报提供依据。     

计及广义负荷不确定性和激励型需求响应的电力现货市场竞价方法

以国内目前电力现货市场运营机制为基础,提出一种计及分布式发用电单元功率预测不确定性以及激励型需求响应资源功率调节能力的广义负荷参与日前电力现货市场竞价的方法,并构建相应的市场出清模型。统计得到广义负荷净功率预测误差的条件概率分布,推导广义负荷日内购电期望和需求响应补偿的成本函数,揭示价格引导模式下广义负荷激励型需求响应的响应量-申报电价-申报电量之间的关系,使广义负荷原本多元、随机的报价曲线等效转化为符合市场统一规范的一元确定性报价曲线。采用不均匀最优分段技术将连续型报价曲线转化为规范的离散型阶梯曲线,并将其代入动态市场出清模型中进行竞价出清。仿真结果验证了出清电价对分布式新能源发电和负荷用电平衡情况的刻画能力。     

电力竞价上网智能决策支持系统

根据电厂竞价上网的特点,基于大系统控制论思想,采用人工智能技术和博弈论方法建立了电力市场发电侧的电力竞价上网智能决策支持系统。采用数学模型方法建立发电成本计算模型;采用数学模型与知识模型相结合的方法建立发电成本构成分析与优化模型;采用3层前馈人工神经网络建立网上电价预测模型,用遗传算法确定网络连接权,以优化神经网络模型的学习过程;采用博弈论方法建立上网电力报价模型。在建立这些模型的同时,需要构建相应的数据库和知识库系统,如企业生产与管理数据库系统、生产优化知识库系统和电网数据库系统等。     

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。     

泛在电力物联网下基于区块链的分布式资源参与电力市场交易

对当前分布式资源消纳问题进行分析,并对区块链应用现状进行研究,结合当前电力体制改革政策及泛在电力物联网建设情况,对区块链技术在电力市场中应用进行展望,提出考虑用户响应的售电公司决策模型及含分布式电源用户的区域多边电力交易模型。依据行为特性设置更为合理的偏差考核机制用以完善现有购电双边合同,将用户可削减负荷作为虚拟发电资源参与实时市场竞争,以发挥负荷的柔性特征;设置考虑需求响应的购售电报价策略,并基于区块链技术构建含分布式资源的区域多边电力交易,为区块链技术在电力市场中的应用提供模型参考。     

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。