用户侧利益主体虚拟电厂联盟行为及交易机制

由于分布式能源补贴下降,通过聚合形成虚拟电厂参与日前市场竞价的模式成为了用户侧利益主体新的收益渠道。文章从虚拟电厂交易策略、收益分配以及用户侧利益主体博弈形成虚拟电厂3个环节为这一模式的实现设计了完整的交易机制。在交易策略方面,采用价格制定者型虚拟电厂交易策略模型,并结合区间优化方法对不确定量建模。在收益分配方面,设计了基于发电量及不确定性贡献度的分配机制。在虚拟电厂的形成问题中,基于联盟博弈理论分析各种联盟状态的稳定性,并通过博弈确定虚拟电厂形式。最后,通过算例对所提方法的有效性进行验证,结果显示,所提出的交易机制符合用户侧利益主体的特点,其分配机制考虑了参与者对不确定性的平抑作用,能够为用户侧利益主体提供辅助决策。     

电力需求响应机制下基于多主体双层博弈的规模化电动汽车充放电优化调度EI北大核心CSCD

针对电力需求响应机制下电动汽车调度场景涉及的多元决策主体间的复杂博弈互动关系,该文提出多电动汽车聚合商分别整合规模化电动汽车入网参与电力市场竞价,并依据竞价结果指导电动汽车实时充放电优化调度的多主体双层博弈模型。首先,基于logit协议构建电动汽车充放电调度的多策略集演化博弈模型;其次,构建多电动汽车聚合商在电力市场中竞标购/售电价格的非合作博弈模型;再次,用复制者动态描述配电网运营商向各聚合商分配需求响应时段响应电量的策略演化;最后,联合求解双层博弈模型的演化均衡和纳什均衡,得到三主体的最优稳定策略。算例分析表明,提出的模型在实现负荷削峰填谷的同时,可有效平衡电动汽车用户、电动汽车聚合商和配电网运营商三者之间的经济利益。     

电-碳联合市场下虚拟电厂主从博弈优化调度

为使虚拟电厂更好地适应新型电力系统的发展,针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上,提出一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略。以虚拟电厂运营商为领导者、新能源热电联供运营商和综合能源用户系统运营商为跟随者,形成一主多从的Stackelberg博弈模型,同时优化虚拟电厂运营商定价策略、供能侧出力计划和用户侧需求响应方案,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例验证所提策略的有效性,虚拟电厂内部各主体利益得到有效提升,算例结果也表明不同类型需求响应占比对各主体利益有很大的影响,同时所提的优化调度策略为虚拟电厂制定内部购售电价格、调度计划和参与电-碳联合市场交易提供了参考。     

基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略

园区综合能源系统优化运行需兼顾不同主体利益,但传统集中式优化方法难以描述各主体之间的交易互动。本文提出了一种基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略。首先,构建了以能源供应商(源侧)、园区服务商和园区用户(荷侧)为主体的园区综合能源系统整体框架;其次,建立了3个主体的详细模型;然后,利用Stackelberg博弈方法分析源、荷两侧的能源供应商、园区服务商与园区用户之间的交易互动,并以能源供应商、园区服务商各自收益最大和园区用户综合成本最小为目标,求解源、荷双侧博弈的纳什均衡点;最后,通过算例仿真,验证了所提方法能够有效提高系统中各主体的经济收益。     

基于博弈策略的能源区块链安全交易机制

能源区块链的先期探索给能源互联网的建设提供了良好的技术支撑,然而大规模参与主体的不断涌入,能源交易的安全、公平、效率等问题再次迎来新的挑战,博弈论因考量了交易主体之间的策略互动及利益依存关系,有望为该问题的解决提供新思路。首先,以能源交易的利益最大化为目标函数,构建多能源交易策略的博弈模型,依据能源供需量及报价,求解能源用户和能源商户策略博弈的纳什均衡值,为交易机制提供价格参考。其次,结合能源互联网的特性,构建基于联盟链的弱中心化多主体能源交易机制,并对能源区块结构及共识机制进行改进以实现高效可靠的交易流程。最后,在模拟场景下进行算例仿真,仿真结果表明所提出的安全交易机制在保障买卖双方利益的同时,加快了区块的共识速度,为能源交易平台的建设提供帮助。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

基于能量共享的综合能源系统群多主体实时协同优化策略

建设多主体参与的区域综合能源市场是中国能源市场发展的主要方向,但是综合能源系统一般规模较小,用能行为难以掌握,如何处理能源需求预测不准造成的能量偏差成为市场交易的关键问题。通过能量共享方式实现综合能源系统集群参与日前-实时市场,是处理能量偏差的有力途径。设计了基于供应侧多主体竞价互动、需求侧多主体能量共享的综合能源日前-实时市场框架。在此基础上,需求侧园区运营商内部通过能源枢纽模型进行运行优化,外部采用能量共享方式展开交易,并采用合作博弈的Shapley值法对多主体联合运营效益再分配,实现多主体实时协同优化。最后,算例分析表明所提的交易机制和能量共享策略能够在平抑能量偏差的同时有效提升市场各主体利益。     

面向主动需求响应和售电市场的主动配电系统运营体系

随着需求响应资源的增多和售电市场双向互动的引入,亟须构建与此相适应的主动配电系统和运营体系。基于对各种用户资源的需求响应特性分析,结合未来售电市场的主体多元化、模式多样化等特征,提出建立用户资源的“聚合代理”,整合代理区域用户资源的需求和响应能力,优化响应配电系统的运行调度需求,提出构建售电公司—聚合代理—响应用户的3层主动配电系统组成架构和运营体系,分析和设计了系统中各层主体的功能、盈利模式和协同机制。所提出的主动配电系统结构和运营体系符合智能电网建设和电力市场发展要求。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

基于综合需求响应和博弈的区域综合能源系统多主体日内联合优化调度

区域综合能源系统是以可再生能源为核心,多能源网络耦合、多利益主体协同的未来能源网络,多方主体间的制约平衡是实现系统优化运行的关键。构建了包含产能基地、系统管理商和综合能源用户三方主体的典型区域IES模型;并建立综合能源用户的热电负荷耦合特性模型,完善综合需求响应机制。基于综合需求响应和博弈方法,提出了一种两阶段优化调度策略,实现区域IES内三方主体利益诉求的制约平衡和日内联合优化。一阶段为系统管理商的经济收益优化,利用Stackelberg博弈和电价型IDR策略实现用户对系统管理商经济优化的制约;二阶段为产能基地与用户利益的联合优化,采用激励型IDR策略建立用户与产能基地的互利关系,利用联盟博弈实现用户间制约平衡,从而实现三方主体利益相互制约和联合优化。最后,通过仿真算例验证了所提调度策略的优越性。     

基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

针对规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先阐述了区块链技术在电力系统各领域应用现状。其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链架构下的电动汽车充电交易模型；最后制定传统电力市场和应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案,对比分析得出区块链去中心化的特点为满足电动汽车聚合商个性化需求提供了可能,同时提升新能源电厂收益,降低火电厂售电量从而减少碳排放。算例结果证明了所提模型的有效性和可行性,为电动汽车充电交易市场提供了一种新思路。     

考虑动态电量和无限次博弈的电动汽车上网电价模型

电力物联网的建设与发展为电力系统中设备互联互通提供了硬件基础和技术支持。电动汽车(electric vehicle,EV)作为基于传统化石燃料汽车的革新产物,其大规模并网不仅能刺激可再生能源的消纳,更可以充当移动储能装置参与电网电能供给。在此背景下,文章首先针对电动汽车上网电价博弈创新性地引入了动态电量的概念,通过建立Rubinstein博弈模型,研究了包含虚拟电动汽车聚合商和电网的清洁能源上网电价的动态博弈问题,针对不同量清洁电能利用建立的博弈模型得到了有限次放电电价博弈均衡解,并进一步深化研究将其拓展到无限次博弈层面。然后,结合目前我国电动汽车产业的发展速度,分情形考虑实际情况中不同市场规模下交易过程中博弈双方的效益变化情况。之后,通过仿真分析发现,有限次博弈中的博弈效益将受双方产业规模及总博弈次数影响;在交易中无限次博弈能否达成最优解取决于博弈双方所在地的市场结构。最后,研究还发现,提高电动汽车聚合商产业规模可以有效增大聚合商效益,提高电动汽车经济性并促进清洁能源消纳。     

计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度策略

需求响应聚合商通过需求响应聚合用户的可转移负荷和可削减负荷,提高区域综合能源系统运行的灵活性和经济性。考虑综合能源系统运营商和需求响应聚合商之间的交互博弈关系,建立了计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度模型。上下层分别以区域综合能源系统运营商和需求响应聚合商经济收益最大为目标,利用KKT条件和线性化方法将双层模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解。结果显示,通过分时电价和需求响应补偿价格引导用户调整用能计划,可在提高综合能源系统运营商和需求响应聚合商的利润的同时实现削峰填谷,减少对电网安全稳定运行造成的影响。     

基于区块链动态合作博弈的多微网共治交易模式

随着前沿信息技术在智慧能源系统中的广泛应用,能源互联网下的多能源交易市场面临着诸多新的挑战。基于区块链技术构建微网群中聚合商与多个微网2类交易主体间的共治交易环境,设计区块链聚合商–微网群联盟交易架构及区块数据结构,针对包含冷热电联供系统的微网及聚合商2类区块链节点,以多能互补为基本原则建立考虑碳配额机制及环境标识因数的节点模型;基于聚合商及微网节点间的能源交易新模式,设计动态合作博弈的环境标识因数激励机制及多目标进化算法支撑的智能合约,并提出共治系数用以评估所提微网群运营策略的有效性;最后,经算例仿真验证表明,区块链共治交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可为多能源协调优化互补提供有力支撑,促进可再生能源发电就地消纳,有助于微网群的低碳可持续发展。     

基于主从博弈的新型城镇配电系统产消者竞价策略

随着能源互联技术的发展以及售电侧市场的逐步放开,新型城镇配电系统在优化运行和交易模式上呈现多能协同、交易开放的特征。新型城镇配电系统的电力零售交易机制被重新定义,产消者通过非合作竞争上报最优竞标曲线获取最大售电收益,电网公共服务企业收取过网费并提供保底供电服务,用户可基于实时电价与激励政策参与需求响应降低用电成本。在此背景下,充分考虑配电网内多角色的主动参与以及运营商的经济调度要求,建立一种基于主从动态博弈理论的产消者非合作竞价双层模型。以改进的IEEE 33节点配电网为算例,采用改进粒子群优化算法与CPLEX求解器相结合的方法,求得该主从博弈模型的均衡解。仿真结果表明,该策略可以在保证电网公共服务企业和用户利益基础上实现产消者利润最大化,为新型城镇电力零售市场的交易模式提供参考。     

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制（包括智能合约、共识机制以及跨链技术）进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。     

基于冷热电联供的多园区博弈优化策略

园区一般涉及冷、热、电等多种能量流的生产、转换和使用,通过利用冷热电联供综合能源系统可以有效提高能源利用率、缓解能量供应压力。考虑动态电价机制下园区用电价格受市场需求影响,不同利益主体间存在博弈竞争关系。鉴于此,建立了基于冷热电联供的多园区非合作博弈优化模型,各园区以日运转成本最小为目标函数和其他园区共同参与博弈,同时考虑联供系统各单元出力、储能设备等约束条件,实现园区多能流互补协同优化。最后,以某地区三个园区的冷热电能流协调优化控制为例进行了仿真分析,算例结果表明所建立的博弈优化模型能合理分配联供系统出力及购电功率,不仅可以降低园区日运转成本,而且可以降低电网负荷峰谷差。     

完全开放的双边电力市场中供需双方叫价拍卖的贝叶斯博弈模型

随着我国进行电力体制改革和建立发电侧竞争市场，需求方很快也会引入竞争，并建立完全开放的双边电力市场。研究供给侧和需求侧如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者将所有发电公司看成供给方，把所有买电代理商看成需求方，将供给方和需求方的报价问题看成是他们向市场的投标问题，并根据市场确定的规则，总需求电量将在某一价格下完成交易，因而它是供给方和需求方的双方叫价拍卖问题。通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述，针对供给方的生产成本和需求方的估价是私有信息的情况，建立了完全开放的双边电力市场中供给和需求双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型，并求解贝叶斯纳什均衡，给出供给方和需求方的均衡报价策略。     

基于Berge-NS均衡的电力市场多主体非合作博弈竞争模型

售电侧放开促使了电力市场主体的多向性选择,同时也增强了多元主体间的激烈竞争,而市场外部因素是不确定的,每个市场主体就需要在含不确定性的博弈中研究多元主体间的竞争关系并发展竞价策略,这对于促进电力市场的发展具有重要的意义。在明确市场主体需求的基础上,分别对发电商、售电商和大用户主体构建了市场决策模型;根据Berge-NS均衡模型制定了电力市场多主体非合作博弈竞争的流程和步骤,并利用磷虾群(KH)优化算法对各市场主体竞价策略的动态调整和市场均衡情况进行求解。通过算例仿真对所构建竞争博弈模型及求解算法进行验证,相关结果表明:随着博弈的不断深入和市场信息的积累,市场主体间的竞价策略会逐渐达到均衡状态,从而实现各方收益共赢和协调发展,有效提高了市场效率;同时验证了KH优化算法在求解电力市场多主体博弈竞争问题时的可行性和有效性。     

考虑垄断特征的独立微电网交易机制设计

根据独立微电网和微电网群的利益主体构成特点,提出考虑垄断特征的电能交易机制,包含日前调度和实时结算。为了限制部分利益主体的垄断行为,在交易环节设置惩罚机制以保证结算电价在合理范围内。针对微电网内风光出力和负荷功率的随机性,设计偏差考核机制以维护日前调度计划的有效性并明晰供需双方参与电力平衡的责任。建立包含2个微电网发电商和2个负荷聚合商的独立微电网算例,不同市场行为下的交易仿真结果验证了所提交易机制的有效性。