基于主从博弈的多微网能量调度策略

多微网系统是由多个低压微电网和接在相邻馈线上的分布式能源组成。考虑到传统方法难以应对多微电网系统经济优化中的各方决策者,提出一种基于主从博弈的多微网系统能量调度策略。该策略以能量管理中心(Energy management center, EMC)作为策略的领导者(leader),以微网运营商(Micro-grid operation, MGO)作为策略的跟随者(followers),双方以自身利益最大化为目标进行实时博弈。该策略兼顾EMC和MGO双方利益,通过分析功率盈余和功率不足两种不同的微网情况,充分考虑负荷波动对EMC效益带来的效益损耗,并给予补偿,避免了内部电价的剧烈波动。以日内预测电价、PV预测出力和负荷预测数据为基础数据,通过算例从EMC侧和MGO侧两方效益分析双方的博弈结果,验证该策略的可行性。     

基于主从博弈的楼宇微网优化运行

楼宇微网BMG(building microgrid)优化需兼顾提高不同主体的利益,传统优化难以满足需求,因此通过博弈论对BMG供需两侧协调优化进行研究。建立以运营商为领导者、楼宇用户为跟随者的主从博弈模型。在供能侧以运营商收益最大为目标,提出运营商灵活切换模式,并分析不同模式下供能模型选择策略,在证明Stackelberg均衡解存在性和唯一性后,采用提出的自适应差分进化算法优化供能侧。在用户侧考虑用户的综合需求响应IDR(integrated demand response),通过内部能源价格,以最大消费者剩余为目标来调整各用户用能策略。最后,通过算例仿真,验证所提方法和策略能够有效提高系统中各主体的收益。     

基于主从博弈的配电网与多微网双层优化研究

针对配电网与多微网系统（multi-microgrids,MMG）间的电能交互和能源协调问题,提出了一种配电网运营商（distribution system operator,DSO）设定电能交互价格的方法,以协调MMG系统的能量交易。构建了DSO与MMG的电能交易框架,分析了两者的主从博弈关系,并引进P2G与CCS联合装置（P2G-CCS）改进传统CHP机组,以降低碳排放;建立了基于Stackelberg理论的DSO与MMG主从博弈优化模型,通过上层DSO设定电能交互价格,引导下层MMG系统运行优化,使其对DSO的决策进行响应;利用二分法分布式优化算法结合CPLEX求解器对所建立模型进行求解。结果表明,该文提出的博弈模型有效地协调了MMG的优化运行,在碳排放方面,证明了CCS-P2G的引入,有效减少了微网运行过程中的碳排放量。     

基于改进粒子群算法的风光蓄互补发电系统容量优化

合理配置风光蓄互补发电系统的容量,能够利用风能和太阳能的互补性减少能量的浪费,降低系统成本,提高可靠性,针对风光蓄互补发电系统提出了一种基于改进粒子群算法的容量优化方法。按照全生命周期搭建了系统成本的计算模型;以系统成本最少为目标,负荷缺电率和能量浪费率等指标为约束条件,采用非线性动态改进惯性权重策略对粒子群算法进行改进;在此基础上对系统容量进行优化配置;最后在MATLAB中对算例进行仿真,结果表明:算法改进后的容量配置方案不仅降低了系统成本而且减少了能量浪费率。     

基于NSGA-Ⅱ的ICS算法微网多目标优化调度

针对各分布式电源并入配电网后在环保、经济等方面带来的问题,以综合运行成本和环境成本为优化目标建立了含风光互补发电的微网优化调度模型。针对模型的求解,提出一种融合了快速非支配排序遗传算法和自适应布谷鸟算法的基于NSGA-Ⅱ的ICS算法,通过测试函数验证了算法的可行性。通过与不含风电和光电的优化调度方式的对比,表明了在微网的调度过程中考虑风光等可再生能源的正面影响,有利于降低系统运行的总成本。仿真结果验证了模型的有效性和算法的先进性。     

考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度

为促进微网间能量互济及提高系统运行经济性,提出考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度模型,该模型包括日前和实时两个调度阶段.在日前调度阶段,以计及储能运行成本和负荷调度补偿成本的微网运行成本最低为目标建立多微网优化模型;在实时调度阶段,基于储能日前充放电计划及可再生能源和负荷功率波动,构建发电微网和用户微网之间的Stackelberg主从博弈模型,以协调微网间电能交互.同时发电微网之间的价格竞争通过非合作博弈进行模拟,用户微网的用电行为通过演化博弈进行模拟,并证明博弈模型均衡解的存在性.最后通过算例分析验证所建模型的有效性与经济性.     

基于不动点映射的多微网与配电网主从博弈定价策略及均衡求解方法

随着配电侧微电网接入数量的逐年提升和市场化改革的推进,开展多微网与配电网的协同优化定价问题具有重要意义。针对该问题,本文提出基于不动点映射的主从博弈定价策略,并分析系统博弈均衡状态的求解方法。首先,建立含多微网接入的配电网二阶锥最优潮流模型,并推导其等价的对偶模型以获得准确的节点边际电价。其次,考虑储能、分布式光伏和弹性负荷的协调,建立基于价格响应的微网群运行优化模型。最后,基于不动点理论描述含多微网的配电系统定价策略,利用基于外推改进的最佳响应算法进行求解实现博弈均衡,并基于压缩映射定理证明所提算法的收敛性。基于改进IEEE-33节点配电系统案例的仿真结果表明,所提方法能够有效求解多主体博弈问题并获得均衡解,且具有更高的求解效率。     

考虑路网和用户满意度的集群电动汽车主从博弈优化调度策略

传统的电动汽车(electricvehicle, EV)集中优化方法在实际应用中面临调度困难、计算量大、缺乏真实数据支撑等问题,无法准确揭示各主体间的交互行为。为此,提出一种考虑路网和用户满意度的集群EV主从博弈优化调度策略。首先基于真实出行数据和路网数据模拟用户出行行为。其次,负荷聚合商(loadaggregator, LA)整合EV负荷资源,对相似出行特性的EV进行聚类。在双层主从博弈模型中,LA作为上层领导者,聚类后的各EV子群作为下层跟随者。考虑EV用户不同消费偏好,通过优化LA定价策略、新能源及储能系统出力计划、EV集群充放电策略实现纳什均衡,达到各主体共赢,并使用改进遗传算法进行求解。最后,利用仿真验证了所提模型可有效提升LA收益及EV用户消费者剩余,增加新能源消纳,并可为不同消费偏好的用户提供差异化服务。     

基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置

随着越来越多微电网协同运行,微网与微网间、微网与配网间电能交互过程愈发复杂,同时也影响着微网运营商及配网运营商的投资利益。为了探索两者间联合投资的最佳规划策略,提出一种基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置方法。首先,在多微网系统模型基础上,构建考虑多微电网运营商运行成本、经济收益,以及配电网运营商投资微电网成本、延缓配电网升级及售购电收益的函数模型。然后,分别以多微网系统支付函数最小和配网收益最大为目标建立主从博弈模型,并提出自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法,求解多微网系统分布式电源最优配置。最后,通过4组方案进行对比实验,证明了所提规划方法能更好地平衡多微网运营商和配网运营商间的收益。     

考虑主从博弈的远洋海岛微网能量管理策略

为提高远洋海岛能源供给经济性,减少其对大陆电网的依赖,提出基于主从博弈的远洋海岛微网能量管理策略。该策略实施两阶段优化：第1阶段考虑到光伏出力的随机性和负荷的波动性,构建不确定性模型,以发电功率和用户功率的最大匹配为目标,优化储能充放电功率;第2阶段构建能量管理中心EMC(energy management center)与微网运营商MGO(microgrid operator)之间的主从博弈模型,该模型以EMC为领导者、MGO为跟随者,形成一主多从博弈均衡。通过分析负荷中心岛中微电网电量富余和不足的2种情况,优化EMC定价策略和MGO用户需求响应,并证明了该模型博弈均衡解的存在性和唯一性。最后通过仿真算例验证了所提策略的经济性和有效性。     

基于Stackelberg博弈的充换储一体化电站微电网双层协调优化调度

针对电动汽车充换储一体化电站(CSSIS)与微电网所有权不同的微电网经济运行问题,建立基于Stackelberg博弈的双层优化调度模型。上层微电网作为领导者,以自身收益最大为目标函数,制定与下层CSSIS进行电能交易的内部电价;下层CSSIS作为跟随者,根据内部电价调整自身充、放电计划,以最大化自身收益。采用差分进化算法和Gurobi软件分别对上、下层优化问题进行求解,得到最优内部电价和CSSIS的最优充、放电计划。仿真算例表明,所提算法可以有效求解微电网与CSSIS交互的均衡策略,不仅能同时提高两者收益,还能更有效地利用CSSIS资源。     

基于Stackelberg博弈的微网价格型需求响应及供电定价优化

智能电网背景下,微网的发展赋予其自身主动响应特性。目前基于价格弹性理论的价格响应模型未能有效衡量微网与供电公司间的主动博弈行为,为此提出基于Stackelberg博弈的微网价格响应及供电定价优化方法。基于模糊最大满意度法建立了兼顾用电成本和用电舒适度的微网用户效用函数,从而构建基于1-n型Stackelberg博弈的微网价格响应及供电定价优化模型,采用基于遗传算法的逆向归纳法求解。算例仿真求得供电公司与三个不同响应程度微网的Stackelberg博弈均衡点,分析对应供电公司电价优化策略和各微网响应特征,验证了所提方法的可行性,为预测评估微网主动响应特性以实现供电公司科学优化定价提供理论参考。     

基于主从博弈的主动配电网分布式电源与独立储能协同规划方法

为进行电力市场改革背景下的分布式电源(DG)与独立储能的合理规划,以分布式电源运营商(DGO)和独立储能运营商(IESO)为投资主体,分别对配电网中DG和独立储能的安装容量进行决策,以DGO为主导者、IESO为跟从者构建主从博弈双层规划模型。针对独立储能制定了消纳新能源出力与电池余量套利相结合的运行策略,并引入交易电价,使DGO利用弃风弃光部分与IESO开展交易。采用标准粒子群算法与数学优化方法相结合的方式求解模型,通过IEEE 33节点配电系统仿真分析表明,所提出的规划方法可有效提高规划的经济性,有利于储能的市场化发展,同时可提高DG渗透率,减小弃风弃光率。     

基于Stackelberg博弈的配电网分布式光伏低碳化消纳方法

为促进配电网分布式光伏发电功率就地消纳,缓解弃光、电压越限等问题,提出了一种利用交易电价和低碳农业用电设备进行就地消纳的方法,构建了低碳化源荷协调双层优化模型。上层模型以光伏发电和农业园区方整体综合收益最大为目标,通过Stackelberg博弈模型,确定最优交易电价和各园区时移消纳功率;下层模型综合考虑低碳农业用电设备的低碳效益、配置数量等信息,以不同计量时段的最大低碳消纳效益为目标,农业园区控制就地消纳违约率,确定可时移负荷的优化控制方案和不同园区的最大低碳消纳效益。配电网仿真结果表明,采用交易电价和可时移低碳负荷消纳模型后,配电网分布式光伏就地消纳情况得到改善,弃光电量减少,电压质量得到改善,光伏发电和农业园区方综合收益均得到提升。     

基于广义斯塔克尔伯格博弈的微电网能源管理

为了实现微电网的能源优化管理,最大化单个微电网和多个用户的群体效益,基于非合作博弈理论,建立单个微电网和多个用户之间的广义斯塔克尔伯格博弈模型,其中,微电网作为博弈的领导者,以最大化收益为目标优化电价,引导用户调整用电策略,用户作为博弈的追随者,以最大化各自的效用函数为目标,在给定电价下决定用电策略,并影响电价制定。将广义纳什均衡问题转化为变分不等式,并采用固定步长的投影算法和最佳响应算法进行求解。某社区微电网的实例验证了所提模型的有效性。     

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。     

基于主从博弈和贪心策略的含电动汽车主动配电网优化调度

随着入网的电动汽车规模增加,为了实现电网与车主的双赢不仅要考虑其无序充放电对电网负荷的影响,还要计及双方的成本。基于此,建立了主动配电网与电动汽车主从博弈模型。上层以配电网运行成本最低为目标,通过合理的电价及激励策略引导电动汽车充放电,并协调优化分布式电源及储能;下层基于贪心策略进行两阶段优化,先以分时电价下充放电成本最低为目标优化充放电策略,在不减少收益的约束下,再最大化电网对减小负荷波动给予的激励调整策略。通过改进的IEEE 33节点系统算例分析表明,该模型在最大化双方利益的同时极大地缩小了负荷峰谷差,避免了大量电动汽车充电引起新的高峰。     

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。