基于合作博弈的城市楼宇集群分布式储能容量共享

分布式可再生能源发电设备在城市中日益普及,配置储能是应对其出力不确定性的有效措施,但楼宇各自配置储能仍存在成本高、利用率低等问题。在自有储能共享模式下,采用合作博弈理论设计了一种城市楼宇以合作联盟形式进行储能容量共享的机制,并在考虑储能初始投入差异的前提下基于改进Raiffa解法设计了一种合作剩余分配方式。算例结果表明：通过提出的储能共享机制,城市楼宇集群的储能资源利用率提高了18.12%,运行成本降低了10.22%,实现了参与储能共享楼宇的“降本增效”;通过提出的合作剩余分配方式,楼宇集群中配置储能楼宇的“降本”幅度远高于未配置储能楼宇,体现了分配方式的公平性,且计算量较Shapley值法有明显减少。     

多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊

为解决多微电网中共享储能优化配置及其成本的公平分摊问题,提出多微电网共享储能的多目标优化配置及其成本的改进Shapley值法公平分摊方法.该方法包括2个阶段:在阶段1,提出多微电网共享储能多目标优化配置模型,将共享储能用于平抑多微电网净负荷功率波动,以共享储能成本最小和多微电网净负荷方差最小为目标建立优化模型,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求出其Pareto前沿面,再利用模糊隶属度函数筛选Pareto前沿面的最优折中解,获得共享储能优化充放电功率和对应的优化配置容量及其成本;在阶段2,提出基于线路功率损耗的改进Shapley值法,并采用该方法在多微电网之间分摊共享储能配置所产生的节省成本.算例结果验证了所提方法的有效性.     

计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型

为了科学合理地配置共享储能系统的参数、减少不必要的投资建设成本,提出一种计及电热综合需求响应的共享储能容量优化配置模型.首先,介绍了共享储能的运营模式,并分析了以往研究中共享储能模型的不足,进而提出共享储能动态容量租赁模型.其次,针对一类电-热综合能源微网进行建模.在此基础上,提出计及电热综合需求响应下共享储能容量配置的双层优化模型,其中上层目标函数为共享储能的收益最大,下层目标函数为多微网的总运行成本最小.进一步,给出模型的算法求解流程,并基于纳什议价方法对不同微网的利益进行分配.最后,在MATLAB平台上进行算例分析,验证所提模型的可行性与有效性.结果表明:所提容量租赁模型能为各微网分配最优容量,避免了以往模型中出现的用户侧功率交互现象,更贴合实际应用场景.     

考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。     

面向微电网群的云储能经济-低碳-可靠多目标优化配置方法

微电网群技术通过多微电网间的协同互补,促进了分布式可再生能源在微电网间的协同消纳,被认为是未来新型电力系统中分布式电源接入电网的重要方式之一。考虑微电网群中多微电网协同互济的特性,提出了一种面向微电网群的“集中共享、分散复用”云储能运营架构。其中,集中式储能面向微电网群中的所有微电网进行共享,以合作共建、容量共享的方式为所有微电网提供服务,旨在降低各微电网的储能使用成本;分布式储能主要服务于微电网群中的各个微电网,以保障各微电网自身的可靠性为主要目标,同时兼顾协同互济的储能复用需求。在此基础上,构建了经济、低碳及可靠多目标驱动的云储能双层优化配置模型,并基于第二代非支配遗传算法实现模型求解。然后,建立了微电网群云储能系统商业模式,基于Shapley值法及系统运行模拟实现云储能系统投资、运营成本及效益的合理分摊,提出云储能初始投资成本的分配方法。最后,基于IEEE 33节点系统搭建微电网群系统并开展算例分析,结果显示所提方法可提出面向不同投资偏好的云储能配置方案解集,并验证了云储能模式提升系统投资运营效益的有效性。     

基于萤火虫优化算法的微网源-荷博弈模型及分析

以实现微网负荷间利益最大化和微源容量配置经济高效为策略,提出基于萤火虫优化算法的微网源—荷博弈方法。首先,在充分考虑微源成本、微源容量、负荷成本、负荷用电量之间相互关系的基础上,建立了具有博弈关系的微源和负荷博弈模型,以及非合作和合作博弈下的目标函数。然后,设计了萤火虫优化算法在博弈迭代中的应用流程,利用吸引度和亮度参数对各博弈者的策略进行更新,实现了目标函数的最优。最后,提出利用收益微调系数和稳定指标进行搜索的改进Shapley值法,对合作后的收益进行重新分配,保证了合作全联盟的稳定性。通过对微源博弈者和负荷博弈者的收益分析,验证了所提博弈模型在负荷优化中的可行性,及萤火虫优化算法在求解博弈均衡解时的有效性。     

面向低碳供能的多园区共享氢储能系统容量规划

双碳目标下为提高园区供能的清洁性和经济性,提出基于风光发电的多园区共享氢储能容量规划方法。首先,利用风、光发电与多园区用户用能的时空互补特性,建立多园区共享氢储能实现清洁发电、经济供能的基本框架,以实现氢储能的容量和能量共享。其次,兼顾多园区的利益诉求,提出基于合作博弈的共享氢储能容量配置模型与投资成本分摊方法,以合理配置各设备容量、提高氢储能的投资经济性。最后利用算例验证所提多园区共建共享氢储能系统的优化配置模型与投资成本分摊方法的可行性与竞争性。结果表明,多园区共享模式较自配模式分别降低投资与碳排放成本26.4%与17.4%,氢储能可更灵活地实现集中式储能资源的共享使用,尤其对具有间断性发电特征的用户优势明显。     

面向多类型工业用户的分散式共享储能配置及投资效益分析

针对传统一体化式共享储能存在的灵活性较差且无法兼顾多类型用户的差异性用电需求等问题,提出一种分散式共享储能系统优化配置与调度方法;针对用户通过储能补贴政策漏洞骗取补贴收益的问题,在已出台政府补贴政策的基础上,提出一种改进分时补贴策略.首先,以工业园区为应用背景,深入分析了分散式共享储能系统与多个工业用户的能量交互机理;然后,以多用户整体净收益最大化为目标构建了基于合作博弈的月前、日前两阶段优化调度模型,并采用Shapley值法对合作收益进行分配;接着,设计了以储能全寿命周期净收益、动态投资回收期、投资回报率为指标的储能投资评估方法;最后,通过对比一体化式共享储能和分散式共享储能的配置成本、运行经济性,对所提方法的有效性进行了验证.算例结果表明:所提分散式共享储能配置方法在降低工业用户初期投资成本、用电成本方面具有一定的先进性,所提改进分时补贴策略在防止用户投机骗补方面具有一定的有效性,对推动用户侧储能多元化发展具有理论指导意义.     

基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置

为了充分发挥价格杠杆在微电网储能配置中的作用,提升多微电网储能充放电的协调性,提出一种基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置方法。配电网作为博弈主体,考虑价格杠杆对微电网储能充放电行为的影响,以配电网运行成本最低为目标对电价进行调整,下发给博弈从体。多微电网为博弈从体,考虑运行策略对容量规划的影响,以各微电网年化总成本最低为目标,建立微电网储能容量双层优化配置模型,确定对应电价下微电网的最优储能容量及运行策略。IEEE33节点系统算例分析表明,通过价格杠杆对微电网的储能容量进行优化配置后,既提高了微电网自身的收益,又减小了配电网的运行成本。     

考虑储能电池容量衰减的共享储能配置研究

针对电池容量衰减对共享储能电站经济效益的影响,提出计及电池健康状态变化的共享储能容量功率配置方案。分析现有共享储能服务冷热电联供(combined cooling heating and power, CCHP)微网系统的商业模式盈利方式,并以寿命周期内的储能电站成本最低为优化目标,构建考虑电池寿命的双层规划模型;通过雨流法计算复杂充放电过程储能电池放电深度,并建立储能电池健康容量衰减模型;利用外层模型求解考虑电池容量衰减的共享储能配置问题,利用内层模求解共享储能参与下的CCHP系统设备运行优化问题,通过内层模型Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件对模型进行转化并迭代求解。算例分析验证了配置方案的可行性,证明所提共享储能配置方案较未考虑电池容量衰减的配置方案更具应用前景。     

含规模化5G基站租赁共享储能的配电网混合博弈优化调度

传统供电方式下规模化5G基站面临高昂运行成本,为进一步协调5G基站电源侧能源结构低碳经济转型与电网侧灵活性调节能力提升,文章提出了一种含规模化光伏集成5G基站租赁共享储能系统的主动配电网混合博弈优化调度方法。以主动配电网为主体,多电信运营商与共享储能运营商组成5G基站联盟为从体,构建主从博弈优化模型,并采用二分法进行求解,得出主动配电网最优分时电价策略与5G基站联盟优化运行策略。考虑5G基站联盟各主体间的电量交互与成本分摊,基于纳什谈判理论构建多电信运营商与共享储能运营商合作博弈运行模型,并将其等效为5G基站联盟运营效益最大化子问题与电量交易支付谈判子问题,在此基础上,提出基于交替方向乘子法的分布式算法进行求解。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于合作博弈机制的电动汽车交易策略研究

由于电动汽车和新能源对碳达峰碳中和的关键作用,电动车充放电过程的电量参与主体之间合作与竞争互存,从而影响电动汽车的大规模推广。以电动汽车P2P电量交易模式作为研究对象,研究参与电量交易电动汽车群组成联盟成员的合作博弈策略。该策略以联盟成员的性质相同、地位一致的Shapley值分配策略为基础,设计面向新能源协同优化的改进Shapley合作博弈模型及算法,并通过仿真实验结果验证了该方案在提升各联盟成员相对收益、电动汽车电量的利用率和消纳新能源能力方面的有效性。     

梯级水库群多目标调度增益分配的组合系数法

在当前流域综合开发的背景下,流域内多利益主体间公平、高效、合理的效益分配,是维持梯级水库合作联盟的稳定性和综合发展的可持续性的关键。本文基于水资源多目标开发要求和多利益主体效益分配问题,提出了同时考虑水库贡献度和牺牲度的组合系数增益分配模型,综合水库在发电优化联合调度中的增益贡献度和多目标优化调度中的效益牺牲度,合理进行联盟增量效益分配。应用结果表明：增量效益的分配实质上是对水库贡献的奖励和对牺牲的补偿;贡献度和牺牲度都较高的水库分得更多的增量效益,组合系数分摊法的分配结果公平合理;与基于比例分配法和传统Shapley值分配法的分配结果相比,组合系数的分摊方法更符合当前水资源多目标发展要求。     

基于误差分配原则的发电侧共享储能容量规划研究

针对风电集群联合共享储能系统的协调控制和收益分配问题,提出基于预测误差分配原则的运行控制策略.首先,设计共享储能商业运行模式,建立储能变寿命与充放电模型.考虑政策补贴和季节性温度对储能定价和容量配置影响,建立多风场时空相关特性的风群联合大容量共享储能参与能量/调频市场的容量规划模型.通过所提策略计算风储联合系统的最优储...     

基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置策略

大力发展新能源,是构建新型电力系统、推动能源转型的必然选择。文章提出了基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置方法。首先,考虑微电网群运营商(MGCO)与共享储能运营商(SESO)之间的协同交互机制,建立基于共享储能的微电网群容量优化框架;其次,考虑微电网之间的能量共享以及共享储能容量租赁,构建考虑能量共享的微电网群容量优化配置模型;然后,计及共享储能动态租赁,构建SESO储能容量优化配置模型;在此基础上,构建基于谈判博弈的MGCO和SESO储能容量配置模型,并提出基于ADMM的分布式求解方法。最后,基于MATLAB进行算例分析,结果表明,所提储能优化配置方法能够在降低MGCO成本的同时提高SESO的收益,达到了双赢的效果。     

市场环境下基于合作博弈的风-水-火电厂收益分配研究

随着电力系统的市场化发展,发电侧各电厂企业在保证区域电能供需平衡的前提下期望用合作的方式来获取更多收益并对其进行有效分配。通过非合作博弈的方式给出风、水、火区域电网常规的调度方式,并计算出风、水、火电厂的收益;以市场环境下各主体的趋利性作为出发点引入合作博弈思想,使风、水、火电厂3个参与者构成一个－联盟,保证有功功率供应的基础上,给予单位电量收益更多的水电、风电更多发电指标,并提出一种偏差MDP指标分配方式,分析表明Shapley值法及偏差MDP指标法处于核心中。同时,与非合作博弈条件下风、水、火电厂的收入相比,偏差MDP分配方式下各电厂收入分别提高了38.2%、20.5%、6.1%。     

计及LCA碳排放的源荷双侧合作博弈调度研究

为实现新型电力系统的低碳经济目标,提出一种计及生命周期评价(lifecycleassessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先,考虑灵活可调度的柔性负荷,构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后,运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放,并结合碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。最后,基于合作博弈策略,建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型,并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明,所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量,有效促进系统低碳经济的发展。     

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。     

基于主从博弈的共享储能定价策略及园区用户日前优化决策

针对目前用户自主投建储能成本过高和资源利用率不足的问题,可在园区引入共享储能,助力降低园区用户用电成本,并促进分布式可再生能源消纳。为实现共享储能服务商和园区用户的双赢,建立了共享储能服务商主导、园区用户跟随的主从博弈模型。共享储能服务商制定容量价格和功率价格,并利用条件风险价值（conditional value-at-risk,CVaR）评估光伏出力不确定性带来的收益风险;园区用户根据共享储能的价格及自身负荷和光伏出力预测,决策购买的储能容量和充放电功率策略。然后通解。最后,基于多用户多场景的算例,分析储能价格对博弈结果的影响,并对比购买共享储能与配置固定储能、不配置储能的经济性,论证了所提共享储能机制和优化决策模型的有效性。