基于增广拉格朗日方法的电动汽车聚合商分散充电控制策略

在电动汽车保有量日益攀升的背景之下,研究了配电网中电动汽车聚合商的分散充电控制策略。考虑配电网的系统约束以及所辖电动汽车充电需求的约束,以分时电价机制下的电动汽车聚合商充电收益最大化为目标,建立了电动汽车聚合商的集中充电控制模型。针对集中控制策略在实际应用中所存在的通信量大、通信成本高、计算效率低以及用户隐私泄露等问题,在集中控制模型的基础上,构造增广拉格朗日函数,引入交替方向乘子法,最终提出了电动汽车聚合商的分散充电控制策略,实现了由个体电动汽车根据本地信息计算充电方案的目标。通过仿真结果验证了该分散充电控制策略可以保证电动汽车聚合商的充电收益最大化,而且有着较高的计算效率和较快的收敛速度。     

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。     

风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型

风电与电动汽车(EV)等储能装置联合运行,有助于缓解风电不确定性对电网带来的影响。为了研究风电商与EV聚合商以合作模式组成虚拟电厂(VPP)参与电力市场投标竞争对市场均衡结果的影响,基于寡头竞争的博弈均衡理论,分别建立风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争,以及以非合作模式独立参与投标竞争的电力市场多时段随机博弈均衡模型,采用场景生成与削减技术计入风速不确定性,并引入投标偏差惩罚机制。根据合作博弈理论,采用Shapley值法对VPP合作收益在风电商和EV聚合商之间进行分配。最后,算例分析验证了模型的合理性和有效性,并表明风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争时,能有效减少投标偏差,并能增加风电商和EV聚合商各自的利润,因而风电商和EV聚合商具有自愿组成VPP参与电力市场竞争的动机。     

基于主从博弈的虚拟电厂参与多元竞争市场投标策略研究

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市场中电价电量不确定性影响下VPP的优化申报问题,提出一种VPP灵活分段投标策略。首先,基于分布式能源运行特性构建了虚拟电厂聚合可调节能力评估方法,在考虑电力平衡需求的基础上,提出按可调节能力划分区间的VPP灵活分段投标策略。然后,构建了虚拟电厂参与日前电力现货市场投标的主从博弈模型,以实现VPP收益及社会效益的最大化。最后,采用强对偶理论和大M法将该均衡约束规划问题(equilibrium problems with equilibrium constraints,EPEC)转化为混合整数线性规划问题(mixed integer linear program,MILP)求解。算例结果表明,VPP采用灵活分段投标策略参与日前电力市场,可以充分利用其可调节能力,保障其投标需求有效中标,有效提升了VPP收益及社会效益。     

基于均衡理论的虚拟电厂市场参与模式及方法

随着化石能源的枯竭与其对环境的污染,分布式发电这种经济、环保、灵活的新型发电方式逐渐得到广泛的应用。但分布式电源大量并入电网将带来电能质量问题,影响电网安全稳定运行。虚拟电厂的出现有效解决了这些问题,它通过对分布式电源进行协调优化,减小了分布式电源并网对电网产生的冲击,提高了电网运行稳定性。然而目前虚拟电厂与主网之间的协调研究仍有待深入,因此提出了虚拟电厂与主网之间交互迭代的市场均衡方法,对虚拟电厂的出力与主网的电价迭代求解从而实现收敛。首先,对虚拟电厂的定义与内部主体进行分析,进而将虚拟电厂与主网之间的协调优化表述为两个层次之间的市场均衡问题,提出虚拟电厂与主网交互的双层模型,分别构建以自身成本最小化为目标,计及分布式能源运行约束与电网安全约束的虚拟电厂与主网数学模型,并采用迭代算法对模型进行求解。算例分析表明提出的市场均衡方法在考虑虚拟电厂对主网影响的同时能够有效降低虚拟电厂与主网协调的复杂程度,同时减小运行总成本,提升经济效益。     

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。     

气电虚拟电厂多能源市场竞标策略

针对虚拟电厂竞标中需求响应、风电出力的不确定性造成的风险,利用新型电转气技术和燃气轮机快速调节能力,构成含气电双向转换的气电虚拟电厂,提出气电虚拟电厂的多能源市场竞标模型,同时参与电力市场和天然气市场的竞标。模型以气电虚拟电厂总利润最大为目标,不确定性表达为需求响应、风电出力的误差概率分布,并通过抽样和筛选确定场景描述。算例结果表明：含气电双向转换的气电虚拟电厂通过在2个市场中灵活竞标,获得了更高的竞标利润;控制燃气轮机和电转气出力,显著降低了不平衡惩罚成本。气电虚拟电厂扩展了虚拟电厂的竞标市场,有利于将来虚拟电厂根据不同电价和气价波动切换能源形式。     

基于主从博弈的虚拟电厂内部购售电价格制定方法

随着用户侧分布式电源的广泛接入,虚拟电厂可聚合的资源逐渐向产消者过渡.传统的虚拟电厂聚合用户侧资源主要有2种策略:一是直接控制负荷,二是通过负荷预测进而单方面制定电价引导用户调整用能需求.然而前者无法尊重用户的用能偏好,后者由于用户行为无法准确预测,虚拟电厂单方面发布的价格信号无法准确引导用户行为,且上述策略未考虑用户作为产消者的发电能力.针对上述问题建立了虚拟电厂与内部产消者的主从博弈模型,综合考虑双方的效益,制定虚拟电厂运营商向内部产消者的购售电价格,通过电价信号引导产消者调整发用电策略,最终形成虚拟电厂的对外出力.算例分析表明,通过所提出的模型,虚拟电厂和内部产消者均可获得可观收益,同时算例也表明现货市场价格的变化对虚拟电厂内部市场电价的制定存在巨大影响.     

虚拟电厂参与日前电力市场的内外协调竞标策略

多主体虚拟电厂在参与电能量市场与调峰市场时,虚拟电厂运营商与外部市场、内部资源具有双侧互动特点,运营商的竞标决策需要考虑与外部市场和内部成员的协调配合问题。提出了一种虚拟电厂运营商对外参与电能量市场和调峰市场、对内与各成员协作配合的内外协调竞标策略。运营商对内部成员进行协调管理,对储能进行运行补偿,对风光进行全额消纳,通过主从博弈进行运营商与可控分布式电源、柔性负荷的价–量动态博弈。建立运营商与内部成员的多主体双层竞标模型,并采用粒子群算法和内点法联合求解。最后通过算例分析证明了所提策略的合理性与有效性。     

基于泛在互联的虚拟电厂参与实时市场模型

通过物联网平台的部署,海量的用户侧灵活可控资源能够以泛在接入的方式聚合成虚拟电厂,参与电力市场交易,为系统提供需求响应服务,缓解系统的错峰压力。针对虚拟电厂用户参与实时交易的即时性、分散性、自治协同等特征,提出了适应虚拟电厂参与的实时能量市场模型,并采用了用户与边缘节点协调的分布式调度方法,实现海量虚拟电厂用户对实时中标功率的自主响应。首先,虚拟电厂基于各边缘节点聚合的响应能力,将响应功率通过射影函数分配到各边缘节点,再由边缘节点通过交替方向乘子法与各用户进行迭代通信,计算出各用户的响应功率。最后,通过实际算例验证所提算法的有效性。结果表明,用户与边缘节点协调互动的分布式调度方式,能够满足海量虚拟电厂用户进行实时响应的即时性、高效性要求。     

基于联盟博弈的多虚拟电厂参与日前电力市场竞标模型

当前多虚拟电厂联盟面临售电垄断防范机制匮乏、个体主观性偏好难以多维评估刻画等问题。提出基于联盟博弈的多虚拟电厂参与日前电力市场竞标模型。引入联盟内部动态过网费机制,量化内部功率交互产生的增量运行成本,以防售电垄断;计及虚拟电厂个体在联盟选择问题上的多指标偏好性,建立基于模糊层次分析法-决策试行与评价实验室法的联盟选择结果评估框架,以充分刻画多指标关联性;采用合并-分裂规则构建分布式联盟方案,通过求解配电网-多虚拟电厂联盟双层博弈模型获取多指标评分,基于综合评估结果进行迭代,获得最优联盟方案。算例结果验证了所提模型的有效性及经济性。     

非完全信息下电力市场中电厂机组竞价上网的博弈解

电厂机组竞价上网能否获胜的关键就是如何确定报价曲线，而机组竞价上网的博弈解(纳什均衡解)，又是获取电厂机组报价曲线的关键。本文研究了在电力需求具有弹性的电力市场中机组报价曲线的确定方法。该方法首先建立了具有约束条件下的古诺模型，并给出了求取该模型的古诺一纳什均衡解的方法，由此得到电厂机组出力的优化解，然后再利用一变换公式将该解转化为电厂机组的报价曲线．     

含风电及电动汽车虚拟电厂参与电力市场的优化调度策略

可再生能源发电及电动汽车充电的不确定性给电力系统运营带来新的挑战。针对含有风力发电和电动汽车充放电的虚拟电厂参与到电力市场中包含的不确定性问题,提出了一种混合储能虚拟电厂参与电力市场的优化调度策略。基于轮盘赌机制建立风力发电不确定性模型,将电动汽车的不确定性参数引入该模型,通过分析电力市场需求,制定基于不确定模型的随机优化调度方案。通过算例验证该方案的有效性和适用性,为混合储能虚拟电厂参与电力市场调度提供指导。     

虚拟电厂参与江苏电网辅助服务市场的探讨

虚拟电厂可有效聚合负荷侧分布式发电、储能、可调负荷等各类可调资源,从而参与电力辅助服务市场,促进源网荷储能互动运行.首先分析了江苏电力市场用户可调负荷参与辅助服务市场的交易规则,从服务提供者、费用缴纳方与参与方式3个方面论述了江苏虚拟电厂参与辅助服务的市场环境,通过分析独立和联营市场模式下的辅助服务市场机制,建立了基于...     

电力现货市场环境下虚拟电厂的优化调控策略

分布式能源因其容量小、地理位置分散的特点,无法独立接入电网,虚拟电厂作为独立调控主体能够聚合各类分布式能源参与电力市场交易。电力现货市场环境下,虚拟电厂的调控策略对其参与多品种交易的收益影响较大。为此,提出一种电力现货市场环境下虚拟电厂参与多品种交易的优化调控策略。首先说明虚拟电厂参与多品种交易的调控流程;然后利用场景规划法和条件风险价值处理风电机组、负荷、电价和调频信号不确定性造成的影响;在此基础上,进一步地提出电力现货市场环境下虚拟电厂参与多品种交易的优化调控模型,利用分支定界算法求解模型得到最优调控策略;最后进行算例仿真。结果表明,所提的虚拟电厂优化调控策略不仅提高自身的经济效益,促进新能源的消纳,还减小系统削峰填谷压力,有利于系统安全稳定运行。     

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。     

虚拟电厂参与电-碳联合市场运行的竞价策略研究

电力系统脱碳是全社会零碳发展的关键。近年来分布式小微主体发展迅速,成为未来我国能源结构的重要组成部分。首先,从虚拟电厂(virtual power plant, VPP)出发,在分析VPP参与我国现行碳交易市场方式的基础上,提出VPP参与电-碳联合市场的运行机制。其次,构建了联合市场运行机制下多主体互动博弈的两阶段双层竞价策略模型。第一阶段为VPP内部分布式小微主体预调度模型;第二阶段内层为VPP与多市场主体间非合作博弈竞价模型,以VPP参与日前现货市场和碳交易市场的总收益最大为目标,采用多场景描述竞争对手报价的不确定性;外层是以全社会福利最大化为目标函数的多主体互动决策出清模型。最后,采用Q-learning算法和路径跟踪内点法进行模型求解,算例验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于重复博弈的发电商竞价策略分析

电力市场环境下发电商竞价博弈是一个重复博弈.而一次静态古诺模型是该重复博弈的基本博弈.本文在分析一次静态博彝模型的基础上,得出了无限次重复古诺模型;并由此提出了以最大效率的垄断发电量的一半为均衡发电量的竞价策略一及其双方坚持的条件,当不满足竞价策略一的条件时,得出低水平合作的竞价策略二及其双方坚持的条件最后分析了通过提高惩罚力度加大合作水平的竞价策略三及其双方坚持的条件.     

考虑多市场的虚拟电厂两级竞价机制设计

虚拟电厂由于集聚分布式能源,能够作为主体参与各类型电力市场的竞争。为了实现虚拟电厂收益最大化,考虑非合作博弈与多类型市场设计虚拟电厂的两级竞价机制,促进虚拟电厂“对内协调、对外统一”的内外部同时优化。基于此,首先从基于边际成本法设计虚拟电厂内部竞价机制;其次,基于多类型电力市场设计虚拟电厂的外部竞价机制;并利用KKT对构建的两阶段模型进行优化求解;最后以某一虚拟电厂进行算例分析,算例结果表明设计的虚拟电厂两级竞价机制能够降低虚拟电厂的运行成本与偏差惩罚成本。     

基于动态定价的虚拟电厂博弈能源管理模型

针对传统电网电价垄断模式造成市场积极性不高的现象,提出了基于动态定价的一主多从博弈能源交易模型。通过设立多场景分析综合能源系统中配电网运营商和虚拟电厂之间的能源交易量,求出Stackelberg博弈纳什均衡解。在博弈过程中,配电网运营商作为领导者负责汇总虚拟电厂的交易电量,通过考虑虚拟电厂的价格响应行为决定交易电价从而最大化经济效益。虚拟电厂作为追随者,以最小化运行成本为目标,根据交易电价决定交易电量。同时,提出了Kriging元模型与遗传优化算法相结合的求解方法,在简化计算量的同时求解出双方的均衡解。最后通过算例分析证明,所提博弈模型和优化算法能够在提高求解效率的同时提高双方经济效益。