基于综合需求响应和主从博弈的多微网综合能源系统优化调度策略

随着园区综合能源系统的发展,在同一配电区域往往存在多个园区微网综合能源系统,形成多微网综合能源系统或称冷热电联供多微网系统.针对含电能交互的多微网综合能源系统,提出一种基于综合需求响应和主从博弈优化调度策略.首先,建立包含可转移可中断电负荷、可转移不可中断电负荷、灵活的热负荷和冷负荷等多类型负荷的综合需求响应模型.之后...     

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。     

基于斯塔伯格博弈的多利益主体需求响应策略

随着泛在电力物联网加速建设,聚合用户侧可控负荷提高电网的可调控容量,提高电网的可靠性与经济性变得越来越重要.文中挖掘用户侧可控负荷类型,聚焦需求侧响应策略,从系统运营者角度构建了实时平衡市场中大工业用户、负荷集中商、终端用户参与需求响应以及发电商上调出力的数学模型,建立系统运营者的最小调整成本目标函数.在此基础上,提出需求响应的斯塔伯格博弈数学模型,模型中系统运营者作为领导者,需求响应市场主体作为追随者,系统运营者对各追随者提供激励,各市场主体根据激励相容原则进行决策,决策出最佳需求响应电量,此时为系统最小调节成本.基于某地区多类负荷参与需求响应的算例,运用粒子群分散式决策算法,考虑需求响应的电量边界约束,设定负荷优先级,求解需求响应策略.算例仿真结果验证了所建模型与方法的可行性与有效性.     

基于需求响应的光伏微网储能系统多目标容量优化配置

电力市场环境下,考虑需求响应对光伏微网储能系统配置的影响,对光伏微网商业化投资决策具有重要意义。峰谷分时电价下,构建基于电量电价弹性矩阵的用户多时段电价响应模型,提出分时电价下储能充放电策略及微网优化运行策略,构建微网投资收益模型。根据系统调度和约束条件,以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,采用改进非劣排序遗传算法Ⅱ求解所建光伏微网储能系统多目标容量优化配置模型。将优化方法应用于广东某实际微网,验证了模型和算法合理性。     

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。     

考虑功率交互与需求响应的多微网经济调度

面对清洁能源机制的推进与冷热电联供系统的不断发展,提出了一种考虑需求侧响应与多微网间功率交互的经济调度模型。同时综合考虑了燃气费用、风电与光伏发电的运维成本、蓄电池的运行成本、微电网与大电网功率交互产生的购电成本与售电收益。最后,针对典型调度日进行多微网经济调度模型的求解及算例分析,结果表明,该模型可明显提高多种新能源的发电消纳量。     

计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网–配电网协调优化调度

随着含高比例可再生能源的并网型微网不断增加,微网与配电网的交互更加紧密。为解决两者作为不同利益主体双方利益分配问题,提出一种计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网-配电网协调优化模型。首先,考虑消费者心理学,建立了基于Logistic模糊函数的电负荷主动需求响应模型。然后,建立了以最优热电比为目标的热负荷被动需求响应模型。最后,微网与配电网作为参与者组成合作联盟,以讨价还价理论为核心,各自利益与联盟利益最大化为目标,协商确定了交互电价与交互功率,用改进的Shapley分配法分配了组成联盟后的额外收益,并通过基于参数自学习的自适应二次变异差分进化算法对其求解。通过算例分析对比可知,用户、微网、配电网三方利益均有所提升,证明了所提方案的合理性。     

基于多代理的多微网智能配电网动态博弈模型

多个微电网互联组成智能配电网,能够提高清洁能源的利用率,减小源荷波动带来的负面影响.但多个微网间的调度问题具有非合作特性,难以直接通过集中优化求解.鉴于此,设计了基于多代理系统的智能配电网动态博弈框架.首先根据电能的用途与归属,建立了基于价格差异与时间贯序权重的智能配电网两阶段快速调度决策模型.然后,在考虑清洁能源随机性的基础上,建立了基于最大投标风险承受比例的电量决策模型和基于最小用电成本的电价投标决策模型.最后,开发了基于多代理系统的动态博弈仿真平台并加入上述调度、博弈模型,对比分析了多种策略下的仿真结果,证明了所提快速调度和动态博弈模型的有效性.     

基于需求侧响应的微网孤网运行实时调度策略研究

鉴于独立运行模式下,微网处于自给自足状态,内部会产生不平衡功率,为使供电更加经济可靠,提出了一套基于需求侧响应的实时调度策略。建立了计及负荷曲线平稳度和负荷转移成本双重指标的日前负荷转移规划模型,在需求侧转移部分可转移负荷平滑负荷曲线;微网运行期间,实施基于蓄电池三段式充放电的实时调度策略安排各可控型微源及蓄电池出力,有利于蓄电池保持足够的充放电裕量,进一步削减功率缺额及功率浪费。策略中建立负荷优化分配模型优化各可控型微源出力,减小微网运行成本。最后以一小型微网系统为例,通过与不计及蓄电池折旧成本的日前调度结果对比,证明在负荷转移平滑负荷曲线及实时调度策略的双重作用下,不平衡功率得以削减。     

基于博弈的多楼宇微网系统滚动调控方法

针对多楼宇微网系统间交易模式问题,提出一种基于博弈的多楼宇微网模型滚动调控方法。首先,建立了楼宇微网间剩余电量交易模型;然后,针对不同楼宇微网追求各方利益最大化的冲突问题,将博弈与滚动调控模型结合,提出基于博弈的楼宇微网滚动调控方法;最后,在夏季制冷场景下,对多楼宇微网滚动调控结果进行验证。结果表明,本文方法可有效平衡各楼宇主体的收益,降低楼宇微网运行成本。     

考虑不确定性价格型需求响应的多源微网运行优化

为提高微网供需两侧的经济运行水平,分析价格弹性系数不确定性给微网需求侧和供应侧带来的成本影响,在微网需求侧,建立了考虑价格弹性系数不确定性的需求响应成本效益模型;然后在微网供应侧,以经济运行成本和环境成本为优化目标,结合微网实际运行约束,建立了考虑不确定性价格需求响应的微网经济运行优化模型,提出一种新的差分粒子群混合算法作为优化模型的求解方法。采用基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。通过仿真实验结果得出:考虑价格弹性不确定性因素,会增加微网需求响应成本,同时,加入不确定性因素后微网供应侧运行效益有所降低。     

计及分类需求响应的孤岛微网并行多目标优化调度

孤岛微网优化调度中的源荷协调性非常重要,却常被忽视。针对孤岛微网的运行特点,计及分类负荷需求响应,构建了以系统运行成本及污染排放最小化为目标的微网源荷协调多目标优化调度模型。并引入多核并行运算环境和多种群并行交叉变异机制,构建新型的并行多目标微分进化(PMODE)算法对模型进行高效求解,以调和常规智能算法寻优深度和速度间的矛盾。结合应用结果分析了分类负荷发生转移及削减前后对微网内各分布式电源的出力影响和负荷的峰谷调整状况。表明所提出的孤岛微网源荷协调优化调度模型可有效实现节能减排和提升风光消纳率,并验证了PMODE算法的优越性能。     

基于Stackelberg博弈的多微网系统点对点交易策略

多微网系统交易涉及各方博弈,在保障系统安全稳定的前提下,针对如何平衡各市场主体利益的问题,提出采用斯塔克尔伯格博弈研究多微网点对点交易策略。首先,建立微网内各单元运行和微网间交易模型,以多微网系统收益最大为目标,通过决定最优成交价格来激励微网间的合作交易。然后,以微网控制中心作为跟随者在保障自身收益的前提下给出交易策略。最后,以4个微网组成的多微网系统为算例进行分析,应用迭代搜索法求解纳什均衡。仿真结果表明,该方法可以提高分布式能源利用率、降低系统运行成本。     

户用多微网系统的事件驱动型自动需求响应策略

考虑到户用负荷的多样性、丰富性及用电随机性带给户用多微网系统互联运行的极大挑战,提出一种基于事件驱动机制的自动需求响应策略。采用事件驱动机制,将户用微网的运行状况划分为不同的事件。根据事件驱动信号,结合价格激励与调度潜力引导负荷完成自身用电优化,以此实现自动需求响应。在此基础上,将能级概念引入能量共享模型中,通过对多微网系统中各个子微网的能级计算,决定微网间的交互功率,降低了网间与网内的耦合性,使得能量共享模型具有较低的复杂性。以某一户用多微网系统为例进行仿真分析,仿真结果表明所提算法能够有效降低户用多微网系统的运行成本,提高优化效率。     

基于博弈的多综合能源微网系统优化运行策略

针对考虑综合需求响应和电能交互的冷热电联供多综合能源微网系统,提出一种基于博弈的多综合能源微网优化运行策略。首先,建立各微网运营商与用户之间的双层主从博弈模型,并利用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件和强对偶定理将双层优化模型转化为单层线性优化模型,以便于快速求解;其次,利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)对合作联盟中各微网运营商进行分布式优化求解,以保护各微网运营商的信息隐私,针对含电能互济的微网运营商之间利益分配问题,提出基于Shapley值法的合作博弈运行策略;最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。     

含需求响应的微网经济优化运行

为追求更高的经济效益和能源的合理利用,提出一种含需求响应的微网经济调度模型。该模型将直接负荷控制策略纳入优化调度模型,同时充分考虑居民负荷中的空调负荷和热水器负荷的使用规律和用电特性,分别进行负荷中断操作,对2种负荷使用不同的控制策略和赔偿机制,最大限度地平缓负荷曲线。以一个典型居民小区微网为例,通过基于混沌优化的改进遗传算法进行分析计算。结果表明,所提模型可以削峰填谷,具有较好的经济性和有效性。     

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。     

基于综合需求响应的海岛式多能微网优化调度

为保障海岛式多能微网的高效运行,提出一种基于综合需求响应的海岛式多能微网优化调度模型.该模型利用多能网络的需求侧替代作用,配合激励型和价格型用户建立综合需求响应模型,结合电、氢、热多能网络的全可再生能源利用模式,建立了对外供能的开放式氢储能与热储能系统、光热发电系统、电网主动管理措施和可逆高温固态氧化物燃料电池等可控单元的数学模型,并将模型线性化处理为二阶锥优化模型,提高求解效率.通过算例验证了该模型的有效性,得出氢热混合储能不但可最大化发挥源侧的风、光、热互补特性,还可改善用户侧的综合需求响应效果,提高综合能源利用效率,使综合运行成本大幅降低.     

用户侧有限理性下基于主从博弈与电热需求响应的综合能源微网优化运行

随着综合能源微网内各利益体竞争现象日益显著,研究多利益体背景下的微网优化运行具有重要意义.首先,建立了以微网运营商为领导者、电动汽车用户为跟随者的主从博弈模型,综合考虑分时电价、电热需求响应、电动汽车以及微网运营商运行模式等构建了微网框架.其次,针对微网运营商工作于传统"以热定电"模式存在的缺陷,分析了"以电定热"模式的优势,进而提出了2种运行模式下微网运营商的收益模型.然后,综合考虑用户侧电制热设备、电动汽车以及电热需求响应等,提出了用户侧有限理性下的购能选择模型,在此基础上构建了用户侧收益模型.将主从博弈框架嵌入所提出的模型,并证明了Stackelberg均衡解的存在性与唯一性.最后,利用遗传算法与CPLEX求解器进行了仿真分析.结果表明:在用户侧有限理性的背景下,"以电定热"模式能协同提高微网运营商与用户侧的收益,同时所提出的购能选择模型有效遏制了微网运营商侧"定价垄断"的现象.