电力需求侧管理政策激励过程的动态演化博弈分析

电力需求侧管理（power demand-side management，DSM）具有优化电力资源配置、促进节能减排、移峰填谷、促进可再生能源发展等优点。但在当前电力市场环境下，DSM项目实施过程中项目成本与项目收益具有严重的“不同一性”，对电网企业和电力用户实施DSM项目和接受DSM服务存在一定的抑制作用。同时，电力需求侧管理体系中的政府、电网企业、电力用户三方主体利益出发点不同，必然会存在激烈的博弈。为了确切地分析电力需求侧管理体系各主体之间博弈行为，着眼于电力需求侧管理政策运行环境，采用动态演化博弈模型分析电力需求侧管理过程中政府−；电网企业、政府−；电力用户之间的博弈行为，优化设计电力需求侧管理政策激励措施，消除DSM对电网企业和电力用户投资的抑制作用，促进电力需求侧管理的深化发展。     

基于博弈论的智能电网与需求侧交互管理策略

针对智能电网与需求侧进行双向交互时,电网与需求侧的效益难以同时兼顾的问题,提出了一种基于博弈论的智能电网与需求侧交互管理策略。该策略利用斯塔克伯格(Stackelberg)博弈使电网与需求侧之间的对抗策略始终处于纳什均衡状态,从而确保双方的利益最大化。研究了需求基线预测不准确对交互策略的影响,并提出了增强型交互策略来应对不确定性。以某园区微电网为例进行仿真分析,验证了该策略的有效性。结果表明,所提策略可使电网的净利润增加8%,需求波动降低40%左右,需求侧节约电费2.5%~8.3%左右。所提交互策略可有效地缓解需求基线预测不准确时带来的负面影响。     

具有电力需求预测更新的智能电网实时定价机制

智能电网环境下,基于需求侧管理的电力需求实时预测和定价机制对于维持电力供需平衡,削峰填谷至关重要。文中引入贝叶斯信息更新方法对智能电网中用户电力需求信息进行实时预测更新,然后将售电商与用户之间的实时电价与电力需求策略互动行为生成一主多从博弈模型并进行均衡分析。通过数值仿真分析,在与无电力需求预测更新下的智能电网实时定价机制对比以后,发现所提出的具有电力需求预测更新的实时定价机制可以提高用户用电满意度和参与需求侧管理的积极性,同时也增加了售电商利润。     

面向能源互联网的新型需求侧管理模式研究

目前,能源互联网已经成为我国电力系统发展的主要方向。能源互联网的建设将在很大程度上改变目前能源利用现状和管理模式。从需求侧管理的角度,阐述能源互联网条件下的新型控制策略,传统的需求侧管理是基于电网与用户的相互作用,通过相关协议达到对负荷的部分可控,能源互联网的发展,使得用户侧的信息交互更加重要与频繁,同时由于各种能源发电形式的接入,使得对用户的负荷管理也越来越重要。提出一种面向能源互联网的需求侧管理方法,该方法利用用户侧健全的通讯基础设施,在每个用户的智能量测设备中增加用电计划控制模块,该模块借助博弈论的思想使每个用户根据其他用户的用电计划制定出使得自己用电支出最小的用电计划,最终得到所有用户的能源消费计划。在整体的能源消费计划下,达到系统运行的峰均比和发电成本最小。最后,通过实例仿真证明了该负荷管理模式的有效性。     

考虑电力市场机制下的客户侧储能参与需求响应控制策略

当下电力市场机制的改革为客户侧储能电站的建设提供了市场环境和政策支持。在此环境下研究了客户侧储能参与需求响应控制策略,确保实现电网与用户之间的友好交互。首先,阐述客户侧储能系统架构;然后,建立客户侧储能参与需求响应控制策略模型,包括基于信息系统需求响应的控制策略、基于标准模块化的需求响应预案的控制策略和计及不同场景下的储能调控的控制策略;最后,进行案例分析,进而进行成效分析。可以发现利用先进的通信控制技术对多个离散的、规模较小的客户侧储能系统进行集群控制,调控其参与电力需求响应,扩展了客户侧储能电站的应用场景,可显著提高客户侧储能系统的收益,降低企业用能成本。     

计及多能源柔性负荷调度的微能源网多目标演化博弈

文章提出了一种基于柔性负荷调度优化的微能源网与用户多目标演化博弈模型。综合考虑微能源网与用户优化目标要求以及相关约束条件,以微能源网收益最大、能源利用效率最大和用户用能支付成本最小、用能满意度最大为博弈双方目标函数,并利用模糊双目标法针对参与者双方不同量纲的双目标函数进行归一化处理。在博弈过程中用户通过柔性负荷的调度来调整用能策略,微能源网侧再根据用户用能行为调整售能价格,最终达到演化稳定状态。通过建立不同场景进行算例分析,结果表明所提出的考虑柔性负荷参与的微能源网与用户演化博弈模型不仅增强了综合能源系统的灵活调节能力,缓解了用能高峰时期供应紧张问题,而且明显提高了能源系统利用效率和微能源网综合收益,在一定程度上降低了用户支付成本,提升了用户的用能满意度。     

需求侧响应实施方法综述及案例分析

电力需求侧管理是实现节能减排目标的有效措施之一。为确保需求侧管理能够在智能电网建设的大背景下得到有效实施,本文深入分析了需求侧响应的激励方法,包括基于价格的需求侧响应和基于激励的需求侧响应。在此基础上,介绍了美国、英国、意大利、西班牙等国需求侧响应的实施情况,对美国南加州需求侧响应的案例进行了详细分析。     

三层博弈架构下的智能电网能量管理分布式优化方法

如何改善用户用电模式以及优化供配电系统成为了智能电网发展中亟需解决的问题之一。针对电力市场和新能源发电的需求,文章提出一种基于博弈论的三层博弈架构下的智能电网能量分布式优化管理方法。首先,在用户侧,构建家庭用户演化博弈模型反映需求侧响应;其次,针对供电侧,构建多售电公司的非合作博弈模型调节电力市场供需平衡;然后,针对传统火力发电企业与新能源发电企业构建合作博弈模型,并依据Shapley值分配合作博弈中的联盟收益;最后,通过仿真和计算,对提出的三层博弈架构模型进行验证和分析。     

现货市场环境下售电商激励型需求响应优化策略

需求响应是售电商应对现货市场风险的重要工具,但已有研究中的售电商均采取电价型需求响应策略,无法根据变化的实际情况灵活实施需求响应,缺乏关于激励型需求响应的深入研究。针对此,构建了单一售电商与多个用户之间的激励型需求响应主从博弈模型,其中售电商在现货市场电价高于售电价格的时段,制定需求响应补贴策略以减少其售电损失,而用户根据售电商制定的补贴价格决定相应时段的响应量以获取额外收益。通过分析给出了博弈模型的求解方法,算例表明,售电商及用户均可通过需求响应而获益。此外,文中分析了现货市场价格波动对售电商的补贴价格制定、用户响应量和各自需求响应收益的影响以及不同类型的用户加入需求响应项目时对售电商需求响应收益的影响。     

含新能源微电网负荷响应的二阶电力模型研究

随着全球性的能源紧张,新能源已成为替代传统化石能源的重要手段,当新能源的随机性给电网调度带来新的挑战。以新能源接入微电网为例,建立一种两阶段的电力市场模型,并提出一种需求侧响应定价策略。模型第一阶段针对新能源预测出力,在预测需求侧响应基础上,确定微电网出清电价。第二阶段在新能源随机处理,各用户提出的需求侧响应基础上,确定微电网调整电价。算例分析的结果表明,所提模型能够利用用户不同的需求侧响应曲线,调整系统的负荷水平,从而有利于新能源接入。     

考虑容量约束的储能规模化应用商业模式评价

考虑储能应用价值的容量相关性约束,提出了一种储能规模化应用商业模式精确定量评估方法。采用双梯级函数来表征电网对储能、火电等灵活性调节资源性能和容量的要求;根据储能在源、网、荷侧产生的发电量、输配电量、电费和辅助服务收益等增益,建立“储能+”场景下新能源业主、电网运营商、用户、储能业主等相关方的收入函数;根据增益耗费的储能容量,建立相关方分摊的储能成本函数;综合考虑新能源、电网、用户或者第三方等投资主体的净收益最大,建立储能投资博弈模型。最后,根据甘肃省的实际情况,评价了不同模式场景下规模化推广储能的商业模式,并对关键参数进行了灵敏度分析,论证了不同组合运营方式在特定源荷区域的效果,验证了所提方法的可行性。     

基于综合需求响应和奖惩阶梯碳交易的能源枢纽 主从博弈优化调度

为了充分考虑综合能源系统的低碳性以及多能负荷响应特性的复杂性,提出了考虑综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易机制的能源枢纽(Energy Hub, EH)主从博弈优化调度策略。首先,为有效评估多能负荷柔性特性和响应能力,将建筑热传递模型与生活热水储存模型集成到楼宇EH模型中,构建了考虑多种热量扰动因素的精细化综合需求响应模型。其次,考虑到供需双方的绿色调节能力,构建了奖惩阶梯型碳交易成本模型。并基于Stackelberg博弈理论,建立了能源枢纽运营商和用户的低碳优化模型。最后,提出了结合CPLEX工具箱的差分进化算法对所提模型进行求解。算例仿真验证了所提方法能够有效限制系统的碳排放量,充分发挥了需求侧资源的响应能力和减排潜力,实现了EH经济性和环保性的双赢。     

国外需求响应技术及项目实践

在深入调研国外需求响应发展现状的基础上,对国外需求响应的政策、项目类型、关键技术等进行了重点分析,以获取国外需求响应发展的先进成果和经验,为未来我国需求响应的进一步深入和全面发展提供参考和借鉴,最后给出对我国需求响应发展的启示与建议。     

含用户聚合代理的工业园区需求响应主从博弈机制与策略

区域综合能源系统中不同的利益主体往往具有多样化的优化目标和供用能需求,特别是聚合代理新型电力交易主体的出现,使得电能交易的相关调控策略和决策机制更加复杂,引入以价格为主导的博弈机制来协调均衡多方利益的对立是一个必然的趋势。考虑到能源交易过程中的先后次序和波动性变化等,基于Stackbelberg博弈理论和电力市场基本规则,提出了一种由用户聚合代理整合用户侧需求响应资源并与工业园区运营商互动的主从博弈电力市场机制模型,然后分析了工业园区和用户聚合代理的互动策略和博弈规则,并利用双层优化方法进行求解。通过优化分析验证了该机制在保证三方的经济利益下,同时能够改善用户聚合代理和企业用户在博弈中的弱势地位,对优化电力市场运营、降低大用户调峰成本和缓解电网压力具有重要意义。     

华东区域智能电网环境下的负荷调度

阐述了充分挖掘电力需方资源,可以缓解电力供需平衡、促进节能减排、扩大可再生能源的接入。指出传统的需求侧管理、需求侧竞价和有序用电在一定程度上有效利用了负荷侧资源。介绍了负荷调度的理论与实践,从系统运行角度出发,在智能电网技术的支持下,通过负荷调度将负荷侧资源常态化地纳入电力系统的调度运行,实现充分考虑需方资源的电力系统综合优化调度,提出华东区域智能电网环境下的负荷调度设想。     

基于主从博弈的电网公司需求响应补贴定价机制

文中构建了电网公司与多个用户的需求响应主从博弈模型。其中电网公司基于预测得到的下一年负荷持续曲线,选取合适时间段制定需求响应补贴策略,通过降低峰值负荷减少输配电建设成本,提高输配电整体收益;而用户根据电网公司在某时段制定的需求响应补贴价格决定在该时段的响应量来获取额外收益。文中对主从博弈模型的存在性及求解思路进行了分析,并给出了博弈均衡解的求解流程。算例表明,电网公司可基于所构建模型得到峰荷时段的补贴价格,且电网公司及用户均可通过需求响应而获益。此外算例还分析了可避免输配电容量单位成本变化对电网公司需求响应收益的影响。     

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源,并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此,聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度,进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源,提出基于价格激励的需求响应机制,建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而,以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型,求解模型获得聚合商最优补偿定价策略,分析用户用电弹性以优化用户响应。最后,采用美国PJM市场数据进行算例仿真,结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异,有效降低用户综合成本,通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。     

电网侧储能技术研究综述

电网侧储能有效增加了电网的调节手段和能力，有助于电网安全稳定运行。 随着新能源高比例渗透和特高压电网的快速发展，系统波动等电网安全问题日益严重，电网需要构建高比例、泛在化、可广域协同的储能形态。因此，针对储能在电网侧应用的技术研究意义重大。介绍了电网侧储能技术国内外研究现状以及商业示范工程；梳理了项目选址以及优化配置方面的研究方法；通过理论以及时序指标分析电网侧储能需求；阐述了储能优化规划技术和经济性评估指标；指出了推广应用存在的难点。最后对电网侧储能技术的发展应用给出相应的建议和展望，为今后挖掘储能应用的效益价值，创新储能应用商业模式提供一定参考意义。     

欧洲与美国需求侧管理创新与发展趋势(上)

电力需求侧管理已经成为世界上普遍采取的能源管理手段,欧洲发达国家和美国在需求响应和能源效率管理等方面开展了大量工作,有很多值得我国借鉴的地方。主要阐述了奥地利、比利时、挪威、瑞士、英国、法国、荷兰、芬兰等欧洲八国及美国在需求侧管理方面的最新进展和发展趋势。奥地利倾力推广智能城市和电动汽车;比利时在电网侧、需求侧、能源服务、公共管理方面的发展也较为成熟;芬兰大力推广需求响应相关的商业合作;法国针对建筑节能方面制定了详细标准;荷兰发布了能源管理白皮书;英国实施了绿色新政和动态价格机制;美国则在需求侧服务的协调管理方面进行了深入研究。