计及电动汽车的综合能源系统多主体协同低碳经济调度

针对未充分挖掘具有源荷双重特性的电动汽车集群调度潜力以辅助电力系统低碳运行的问题,提出了计及电动汽车的综合能源系统内多主体协同低碳经济调度策略。首先,考虑综合能源系统内多主体的电能交易构建了风电主体优化运行模型、计及碳捕集与电转气系统综合灵活运行的电-热耦合系统优化运行模型以及电动汽车主体优化运行模型;其次,基于纳什谈判理论建立了综合能源系统内多主体合作运行模型,将其分解为多主体联盟效益最大化子问题和电能交易支付谈判子问题,并采用交替方向乘子法对上述两个子问题进行了分布式求解以保护各主体的隐私;最后,通过算例仿真验证了所提策略能够充分挖掘碳捕集-电转气系统和电动汽车集群支撑风电消纳实现综合能源系统碳减排的潜力,提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益,有效实现综合能源系统内各主体协同互济,促进新能源消纳、提升系统低碳性和经济性。     

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。     

基于合作博弈论的风–光–水–氢多主体能源系统增益分配策略

多利益主体协同互补运行模式是今后能源转型的重要方向之一。提出了基于合作博弈理论的风、光、水、氢多主体能源系统增量效益(增益)分配策略。通过构建出力期望函数来描述多个风、光发电利益主体聚合后出力的随机性问题,并以联盟发电量最大为优化目标统一建立非合作模式下与合作模式下的调度模型。在构造电量增益函数的基础上,应用合作博弈论分别建立Shapley值法、Aumann-Shapley值法的增益分配模型。通过5利益主体以及雅砻江下游流域50利益主体的算例分析得到,梯级水电来水期对风–光–水–氢多主体能源系统合作运行的增量效益影响较大;风–光–水–氢多主体合作运行可以较大幅度提高各主体运行的增量效益和合作联盟的整体效益。     

基于纳什议价理论的分布式绿色电力交易优化分析

为促进分布式绿电的市场化消纳,提高分布式绿电机组的运行效益,对聚合分布式绿电的分布式电源运营商、储能运营商和柔性负荷聚合商利用虚拟电厂联合技术开展电能合作交易的模式进行研究。首先,在各主体之间进行电能交易的前提下建立各主体最优运行模型;然后,基于纳什议价理论建立多主体合作博弈模型,为更好求解合作博弈模型,将模型转换为合作运行总效益最大化子问题和基于非对称的收益分配子问题,用交替方向乘子法进行两个子问题的分布式求解;最后,通过算例仿真进一步验证所提模型的有效性。结果表明：参与电能合作交易能有效提高分布式绿电机组的运行效益。     

基于纳什谈判考虑能源共享的区域综合能源系统优化配置

为了解决“双碳”背景下考虑能源共享的多区域综合能源系统协同规划和分属于不同投资主体的综合能源系统利益竞争问题,提出了基于纳什谈判合作博弈理论的多综合能源系统联合规划方法。首先,建立考虑碳交易和各主体间电能共享的配置与运行优化模型。在此基础上,建立基于纳什谈判的多主体合作规划模型,将其转化为社会成本最小化和支付效益最大化两个子问题,并构造两个子问题的增广拉格朗日函数。其次,为了保护规划阶段各主体的数据隐私以及提高算法计算的容错性,采用交替方向乘子分布式算法求解两个子问题的纳什均衡解。最后,通过算例结果表明各主体经过合作规划后,可以明显地降低各主体的规划成本,且保证各系统的可靠运行,验证了所提合作规划模型和方法的有效性。     

基于议价能力的风-光-CHP多主体优化运行策略

针对综合能源系统中主体的个体理性未被充分考虑,以及电力系统越来越重视可再生能源消纳和降低碳排放量的问题,提出了一种考虑议价能力的风-光-热电联产(combined heat and power, CHP)多主体能源系统优化运行策略。首先将综合能源系统划分为风电主体、光伏主体和热电联产(combined heat and power, CHP)主体,构建其合作运行模型,并在CHP主体中增加电制氢技术和阶梯型碳交易机制;然后,基于纳什谈判理论建立了风-光-CHP多主体合作运行模型,并由于所提合作运行模型的非凸性,将其分解为系统运行成本最小化问题(P1)和交易支付问题(P2);在P2中,提出考虑经济和环境增幅的议价能力模型,各主体根据自身议价能力来实现收益的公平分配;最后,为了保护各主体合作时的隐私,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM),对P1和P2进行分布式求解。结果表明：考虑议价能力的风-光-CHP优化运行策略不仅可以实现合作收益的公平分配,而且能有效缓解弃风、弃光和碳排放问题。此外,验证了电制氢技术相比...     

基于混合博弈的配电网与多综合能源微网优化运行

该文研究了同一配电网下的多个综合能源微网(integrated energy microgrids,IEM)的协同管理问题,旨在通过配电网运营商(distribution system operator,DSO)制定电能价格以协调IEM联盟的机组调度、需求响应和成员间的点对点(peer-to-peer,P2P)电能交易。首先,构建了DSO与IEM联盟能源交易框架,分析了DSO与IEM联盟的博弈关系。其次,将主从博弈与合作博弈相结合,建立了DSO与IEM联盟混合博弈优化模型,其中DSO为领导者,以最大化自身效益为目标,通过制定电能价格引导IEM联盟运行优化;IEM联盟为跟随者,以最大化自身效益为目标,通过合作对DSO的决策进行响应。基于纳什谈判理论,将IEM模型等效为联盟效益最大化和合作收益分配2个子问题,以保证IEM联盟的合作收益能在联盟成员之间公平分配。最后,利用二分法分布式优化算法结合交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)求解所构建的模型。结果表明,该文提出的混合博弈模型有效协调了IEM联盟的运行优化,并实现了IE...     

考虑价格歧视的端对端正负瓦特耦合市场:基于纳什谈判的合作模型EI北大核心CSCD

在碳达峰、碳中和的能源转型背景下,正负瓦特能量共享市场将是电力市场转型的重要方向之一。针对正负瓦特市场中能源共享的定价机制与多方合作模型展开研究。基于能源共享的定义,建立了去中心化的共享交易机制,并通过与中心化模型进行比较,证明了去中心化交易市场的效率。在传统去中心化的市场中考虑正负瓦特的交易与价格歧视的机制,通过引入价格歧视增强了能源产消者参与市场的积极性。基于纳什谈判模型建立能源产消者与系统运营商的合作关系,并将其等效为联盟效益最大化和交易支付谈判2个子问题,应用增广Benders分解算法在求解过程中保护各方主体的隐私。最后,通过仿真算例验证了价格歧视机制对能源产消者和系统运营商效益的积极影响。此外,基于纳什谈判的合作博弈可以产生额外的联盟合作效益,实现能源共享市场各主体效用的Pareto改进;去中心化的结构可以保证信息对称,促进市场公平。     

含径流式水电的风-光-氢多能系统合作博弈增益分配策略

在我国大力推进清洁能源示范基地规划建设的研究背景下，以风电、光伏、径流式水电、电制氢系统为研究对象，兼顾系统运行经济性与安全性，以运行收益最大为优化目标构建考虑系统上网电量互补指标的联合优化调度模型。基于转移电量建立改进的最大最小成本(MCRS)法合作增量效益分配模型。通过算例分析可得：通过合作运行各利益主体运行时可以较大幅度提高收益；风、光、水上网电价及其上网电量互补程度对风-光-水-氢多利益主体能源系统合作运行的增量效益影响较大；改进的MCRS法具备合理性，可兼顾公平性与高效性。     

基于非对称纳什谈判的多微网电能共享运行优化策略

推进可再生能源高效利用,实现电力系统低碳化运行成为电力系统改革的重要方向。该文首先构建了包含电热气多能协同的微电网模型,考虑了含有碳配额和碳交易的优化运行机制,并在热电联产机组模型中改进加入了碳捕集系统和电转气装置,以降低碳排放。然后,基于纳什谈判理论建立了多微网电能共享合作运行模型,进而将其分解为微网联盟效益最大化子问题和合作收益分配子问题,选择交替方向乘子法分布式求解,从而有效保护各主体隐私。在合作收益分配子问题中,提出以非线性能量映射函数量化各参与主体贡献大小的非对称议价方法,各微网分别以其在合作中的电能贡献大小为议价能力相互谈判,以实现合作收益的公平分配。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。结果表明,通过所提的多微网电能共享方法,微网联盟收益实现最大化;并且,微网联盟的合作收益基于各微网的能量贡献大小实现了公平分配;在碳排放方面,结果证明了碳捕集联合电转气系统,以及微网间的能量共享方法,都能够有效减少微电网运行过程中的碳排放量。     

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。     

风险管控下计及绿色证书交易的光伏-氢多主体合作运行方法

针对源-荷不确定性下的多主体合作运行问题，提出一种风险管控下计及绿色证书交易的光伏-氢多主体合作运行方法。分析绿色证书参与交易的运行机制；建立考虑绿色证书的光伏模型和考虑可再生能源消纳任务的电制氢模型，使光伏与电制氢合作运行实现绿色证书的交易，帮助各主体获取额外收益，刺激各主体获取超额利润；同时，利用条件风险价值方法对模型进行风险管控，以降低可再生能源和负荷的不确定性对超额利润的影响；建立考虑风险管控的光伏与电制氢合作模型，进一步提高各主体超额利润，并运用交替方向乘子法进行求解。最后，通过算例验证所提合作模型的有效性。     

交互能源机制下多区域综合能源系统能源共享协同调度

能源共享需求下多区域综合能源系统存在集中调度决策变量多、约束复杂、区域主体信息隐私难以保护,以及传统分布式算法收敛不光滑、收敛速度慢等问题。为此,设计了交互能源机制下地区系统运营商进行多区域能源管理的框架,建立了考虑新能源不确定性的能源共享日前调度随机优化模型,并构建了基于绝对值函数线性化的代理增广拉格朗日松弛算法进行求解。基于所提模型和算法,地区系统运营商根据各区域提交的初始供求信息制定区域间的交易价格,各区域以运行成本、碳排放成本、弃光成本最小为目标优化设备出力和能源交互量,并进行迭代出清。算例结果表明所提模型能够有效提升区域运行效益,提高新能源消纳,且所提算法较常用分布式算法在求解速度和求解质量方面更具优越性。     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

基于纳什议价方法的虚拟电厂分布式多运营主体电能交易机制

伴随着电力市场售电侧的日益开放化,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)内不同利益体可通过电能交易提高经济效益.首先,文章针对包含分布式电源的运营商(distributed generation operator,DGO)、云储能运营商(cloud energy storage operator,C...     

基于广义纳什议价的V2V能量交易研究

为解决大量电动汽车(electric vehicle, EV)接入电网或微电网产生额外负荷冲击的问题，提出了一种基于广义纳什议价(generalized Nash Bargaining, GNB)理论的电动汽车交易模型。在市场中选择将配电网络(distribution network, DN)运营商作为代理，并在配电网络中安装变压器和并联电容器。DN运营商可通过变压器和电容器上的有载分接开关来管理网络上的电压和无功功率(voltage and reactive power, Volt -VAR)。同时，市场中允许两种交易方式，一种是EV直接与DN进行交易，另一种是电动汽车之间以点对点(peer to peer, P2P)的方式进行能源交易。最后，将GNB问题分为两个子问题，即社会福利最大化问题(P1)和能源交易问题(P2)，通过调用遗传算法对P1和P2进行求解。结果表明，加入Volt-VAR后，社会福利得到了增加，参与市场的各个代理也获得更公平的利润分配。所提出的模型促进了电动汽车之间的能量交易，降低了电动汽车无序充电对电网的冲击。