考虑碳交易的社区综合能源主从博弈运行优化策略

在我国双碳目标背景下,低碳化用能与能源革命迫在眉睫。在考虑社区综合能源发电商与用户竞价博弈的同时加入阶梯型碳交易机制,可满足经济性与低碳性要求。首先介绍了阶梯型碳交易机制和主从博弈模型,然后建立阶梯型碳交易的主从博弈模型,最后通过实际算例,利用CPLEX求解器和粒子群算法对模型进行求解,验证了在主从博弈模型中合理的引入阶梯型碳交易机制可以有效降低碳排放。上述研究为发电商和用户的低碳经济运行提供了参考。     

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。     

新型电力系统下考虑风电消纳的共享储能定价模型研究

风电场使用储能不仅可以更好地跟踪出力曲线,还可减少弃风。针对储能投资成本高、回报周期长等问题,设计了可供风电场使用的共享储能运营商。首先,建立一种以共享储能运营商为领导者、风电场为跟从者的主从博弈共享储能定价模型;其次,利用Gurobi求解器与粒子群优化算法相结合求解,得到运营商对不同风电场的最优定价与各自运行策略;最后通过分析对比求解结果,得出结论,定价模型合理有效,共享储能运营商将针对不同风电场制定不同价格曲线,可以使双方受益得到均衡、并减小风电场的上网功率偏差,具有较高的应用价值。     

新能源消纳与用户侧响应主从博弈的配电网智能软开关选址策略

分布式电源接入配电网后,配电网调控能力不足导致新能源消纳水平低、用户支出经济性指标差,提出一种新能源就地消纳和用户支出主从博弈的配电网智能软开关选址策略的嵌套模型和方法。外层建立以新能源渗透率最大、电能质量指标最佳且计及传统调控手段的模型结构;内层考虑新能源用户消纳的分时电价、储能装置充放电成本和日运行费用因素,构建能满足用户支出成本最低的需求响应模型。调用CPLEX求解器求解混合整数非线性规划模型,用户侧与配电网侧模型通过反复博弈优化决策变量,主从博弈内层优化采用改进粒子群优化算法加快收敛速度。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行分析,验证了所提智能软开关选址策略的有效性。     

考虑储能和可再生能源消纳责任制的售电公司购售电策略

为了使售电公司能够更好地迎接可再生能源消纳权重指标发生改变带来的挑战,改变了各个时段的可再生能源消纳权重指标,建立了考虑储能和可再生能源消纳责任制的售电公司购售电模型.首先,构建了考虑可再生能源消纳责任制的售电公司购电侧模型;然后,建立了考虑可再生能源消纳责任制、储能以及正态分布形式的自身风光出力误差的售电公司利润函数,并以该利润函数最大化为目标函数;最后,通过在粒子群算法中引入罚函数对其进行求解.通过算例验证了储能、可再生能源消纳权重对售电公司收益的影响以及储能在消纳权重发生改变时的作用.     

考虑清洁能源消纳的源网荷储互动交易实践

江苏电力交易中心有限公司从省情、网情、市场生态出发,积极研究、拓展清洁能源消纳的源网荷储互动交易。一方面针对源网荷互动的未来电网发展趋势,分析了市场主体交易需求,提出了源-网-荷-储电力市场交易平台架构,阐述了功能模块部署;另一方面根据互联网汇集大范围、点状分散的清洁能源、储能设施及需求侧资源的互动特性和参加交易的实际需求,在传统主板电力市场基础上,提出满足激励相容原理,促进区域市场交易主体主动深度互动的双层市场结构及其下沉式子市场,提出3个源-网-荷-储互动交易品种,提出计及预测不确定性的时间分段连续航空机票超售出清算法。在江苏淮安（金湖）、苏州地区开展实践,组织正式交易和结算,验证了两层市场结构的可行性和经济性。     

电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型

如何解决电网购电成本最小化目标与发电商收益最大化目标相矛盾的问题，是新能源消纳研究的重要课题。针对寻求矛盾的均衡解问题，提出了一种在电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型。首先根据一主多从博弈理论，将电网作为博弈主体，并引入新能源消纳惩罚成本，以购电总成本最低、解决弃风弃光问题为目标；然后将各发电商作为博弈从体，以售电收益最高为目标，构建一主多从电力市场博弈模型；最后通过改进型自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法解出该模型的Stackelberg-Nash均衡解。仿真结果表明，所提出的模型能使博弈各方获得利益的最优分配，并能有效解决弃风弃光问题。     

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。     

考虑云储能的综合能源运营商-负荷聚合商联盟混合博弈定价策略

为了准确描述负荷聚合商在与上级主体和同级主体进行能源交易过程中的各主体利益交互,以及用户侧储能昂贵且难以实施的问题。建立了综合能源运营商与负荷聚合商联盟之间的主从博弈模型,并特别考虑了拥有大量光伏用户的负荷聚合商之间的讨价还价博弈,以综合处理各主体之间的竞争与合作关系。为了实现负荷聚合商的低储高放策略,引入了云储能租赁的概念。采用二分法结合（alternating direction method of multipliers,ADMM）求解所构建的模型,以在各方持续互动过程中实现最大化的效益。研究结果表明,所建立的涵盖云储能租赁的混合博弈理论模型在保证各主体利益的同时能够制定合理的定价策略。     

含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略

随着新能源并网发电的规模不断扩大,区域电网的瞬时性或非计划性功率波动大大增加,调峰压力不断上升。为加强电网新能源消纳能力,实现电网安全、经济运行,提出一种含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略。首先详细分析了风力、光伏和火电机组的发电特性以及储能系统的充放电特性,建立了含分布式储能的风光储区域电网模型;接着,从日前优化调度阶段运行成本最小及日内优化调度阶段修正费用最小两个角度建立了区域电网的双目标优化模型,深度优化风光储出力,以实现系统运行的综合效益最大;最后,用改进的粒子群算法对所建模型进行仿真,仿真结果验证了本文策略的可行性及优越性。     

计及虚拟储能系统的区域综合能源系统优化调度策略

储能设备可以实现负荷的跨时段平移,在综合能源系统的经济稳定运行中能够起到重要作用。但当下储能投建费用较高,难以大规模应用。而通过优化用户侧可控负荷,可达到类似储能设备平移负荷的效果。从电能、热能2个角度出发,提出了利用用户侧虚拟储能的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)优化调度策略。首先基于电动汽车充电管理方法和楼宇蓄热特性,对电、热虚拟储能(virtual energy storage,VES)系统进行建模;进而将虚拟储能系统集成到考虑天气不确定性的区域综合能源系统调度模型中,该模型以降低能源系统日运行费用为优化目标,合理安排电动汽车充电并在温度舒适度范围内对建筑物室温进行调节,实现虚拟储能系统的充放能管理;最后以夏季系统用能场景为例,对优化模型进行仿真实证。仿真结果表明,虚拟储能设备可以起到负荷平移效果,削减储能配置容量。应用虚拟储能系统的区域综合能源系统优化调度模型可以在满足能源需求和温度舒适度的前提下降低系统日运行成本,提升系统运行稳定性。     

考虑多重区间不确定性的用户侧综合能源系统双层优化配置

为了解决用户侧综合能源系统规划和运行中缺乏不确定性因素考虑的问题,提出一种双层优化配置模型.为此,将负荷预测、可再生能源发电和能源价格的不确定性表示为区间数形式,以设备年投资费用和年运行费用为目标,且考虑运行费用波动水平的影响,构建了考虑区间不确定性的用户侧综合能源系统双层优化配置模型,上层采用粒子群优化,下层通过区间...     

考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度

电力市场环境下,园区综合能源系统需要考虑电价波动以制定第二天的调度计划。而风电和光伏发电等分布式电源出力的不确定性给园区综合能源系统经济运行带来了巨大挑战。文中提出了一种考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度方法。首先,采用区间理论对电价和分布式电源出力的不确定性进行了建模;然后,以日运行费用最低为目标,结合综合能源系统运行约束,建立了考虑不确定性的园区综合能源系统日前优化调度模型;最后,采用区间线性规划方法对模型进行求解。算例结果验证了所提模型和方法的有效性。     

计及电热交易的区域综合能源多目标优化配置

为促进电能、热能、冷能等多种形式能源资源的协调配合,实现不同能源间的互补互济和高效利用,提出一种计及电热能量交易的区域综合能源系统容量优化配置方法。将系统与电网热网的能量交互费用纳入总成本,优化目标为综合考虑系统经济性、环保性、可靠性及交互功率波动的多目标函数,基于能源集线器优化区域内各供能设备容量,结合分时电热价和典型日系统经济运行采用遗传算法求解。最后通过某园区算例验证其有效性,结果表明,所提方法能够有效降低系统成本,合理避免系统规划阶段因决策因素单一导致的局限性,从而为实际系统的规划设计提供参考依据。     

考虑风电消纳的区域多微网-配电网能源交易模式

随着微网数量不断增加及风电渗透率逐渐提高，微网与配电网频繁的能量交互对配电网的运行产生不利影响。为减少微网与配电网之间非必要的能量交互，促进风电就近消纳，构建了计及风电不确定性，以系统运营主体收益最大化、多微网用电总成本最小化为优化目标的区域多微网-配电网能源交易模式。首先，该模式通过运营主体整合区域内负荷及风电出力情况，划分系统内部峰谷时段，提高风电利用率。其次，为增强应对风电不确定性的能力，交易模式采用负荷转移率刻画峰谷分时（time-of-use，TOU）电价用户响应度，并建立考虑风电不确定性的区域多微网系统峰谷分时电价制定模型。最后，采用与蒙特卡洛方法相结合的带精英策略的非支配排序的遗传算法（elitist nondominated sorting genetic algorithm，NSGA-Ⅱ）对交易模式中的多目标优化问题进行求解。算例验证了所提交易模式有利于降低微网用电成本，提升多微网整体效益，实现区域多微网系统与配电网友好互动。     

计及需求响应的分布鲁棒博弈区域综合能源系统运行优化策略

随着能源市场的发展,大量新兴市场主体参与竞争,区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)源荷间日渐复杂的利益耦合关系给制定有效的协同优化策略带来困难.因此,文章提出基于分布鲁棒博弈的RIES源荷协同优化策略,将RIES运营商作为领导者,用户作为跟随者,建立考虑供能侧...     

考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略

针对双碳目标下高比例新能源并网造成的灵活性调节资源匮乏及高效消纳难题,该文提出一种考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略。首先,建立多灵活性资源灵活互动特性的刻画方法,兼顾配电网新能源消纳水平与经济运行,构建考虑多灵活性资源协调调度的新能源优化消纳模型;然后,为寻找优化消纳模型非支配解的可行域,基于双层嵌套结构建立多目标优化求解方法,并提出一种复合型线性化策略,将复杂的多目标非线性非凸优化消纳模型转换为多目标混合整数线性优化问题,实现优化消纳模型的高效求解;最后,采用IEEE 33节点测试系统和中国某地级市110kV配电网,验证所提消纳策略的有效性和适应性。     

计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度策略

需求响应聚合商通过需求响应聚合用户的可转移负荷和可削减负荷,提高区域综合能源系统运行的灵活性和经济性.考虑综合能源系统运营商和需求响应聚合商之间的交互博弈关系,建立了计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度模型.上下层分别以区域综合能源系统运营商和需求响应聚合商经济收益最大为目标,利用KKT条件和线性化方法将双层模型...     

考虑综合需求响应的社区综合能源系统主从博弈策略

传统电力需求响应技术通过削减或转移电力负荷对负荷曲线进行优化,但会影响用户用能体验,因而用户参与需求响应的积极性及负荷可控性有限.对于社区综合能源运营商,研究用户综合需求响应,可挖掘其调度潜力.基于消费者心理学研究居民用户替代用能行为,建立用户优化用能模型和社区综合能源运营商优化模型,将运营商作为领导者,用户作为跟随者...     

基于主从博弈的区域综合能源服务商运行策略

随着电力系统转型的不断推进,区域综合能源服务商(regional integrated energy service provider,RIESP)由传统的自上而下无竞争的垄断模式向多方竞争模式转变。文章综合考虑了RIESP自身发电成本及用户购能满意度,提出了一种基于主从博弈的RIESP运行策略模型。首先,介绍了RIESP的基本架构及两步式决策机制,建立了以RIESP运行利润最大为领导者目标函数和用户消费剩余最大为跟随者目标函数的主从博弈模型。然后,证明了模型Stackelberg均衡解的存在性和唯一性,并采用基于差分进化和粒子群(differential evolution- particle swarm optimization,DE-PSO)的混合算法进行求解。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性,结果证明,RIESP收益及用户消费剩余均有所提升。