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。     

计及需求响应和混合博弈含多微网主动配电网协调优化

针对含多类型微网的配电网安全经济运行问题,构建以各主体成本最小化为目标的混合博弈模型。首先,采用聚类方法削减场景,计及多类型负荷的综合需求响应构建主从博弈模型。配电网作为领导者,以运行成本最小为目标制定与微网交易电价,多类型微网作为跟随者在优化电价下形成合作联盟制定微网间交易电价和利益分配机制,通过优化交易电价和微网购、售电计划的耦合决策作用实现不同利益主体的双赢局面。其次,计及交互功率对配电网安全运行的影响,提出考虑配电网潮流的协调优化方法。针对模型特征,采用改进状态转移算法（ASTA）求解主体模型,从体模型采用Cplex求解器求解,主从模型相互影响获取混合博弈模型的均衡策略。最后,仿真结果验证了所提出方法的有效性和合理性。     

考虑用户效用评价的园区多能供给服务能量管理及定价策略

随着我国能源市场的逐步开放,综合能源服务得到广泛关注,而园区多能供给服务是其重要的发展趋势之一。在此背景下,以多能供给服务商管理园区综合能源系统为应用场景、服务商和用户为博弈参与者、服务商净收益和用户综合效用为目标函数, 建立考虑用户效用评价的服务商能量管理及定价策略的主从博弈模型。通过组合赋权法得到用户综合效用函数,构建含电、热、冷、气4类负荷的用户模型,并结合服务商收益优化模型,提出服务商和用户主从博弈定价机制,通过双方的互动博弈, 动态改变双方策略,得到博弈均衡结果。最后通过算例分析证明了所提能量管理及定价策略具有合理性和有效性。     

社区微网主动能量管理协同与优化方法研究

微电网是分布式资源与电网之间的重要桥梁,是提高可再生能源就地消纳的重要途径,是新型电力系统建设的重要组成。该文以多种可再生能源接入的社区微网为对象,研究多主体利益博弈下,微网主动能量管理和协同优化方法。首先,深入分析了社区微网能量特性与需求,提出将柔性负荷和光伏可再生能源统一起来,形成广义用户,让具有供电能力的柔性负荷和储能单元协调运行。然后再将广义用户的舒适度和经济性纳入考虑,建立广义用户的多目标优化模型。最后基于势博弈理论,分析运营商和广义用户的互动博弈模型并进行求解。仿真结果表明,所提出的方法在保证运营商和用户的自主性和自利性的基础上,有效改善柔性负荷用电曲线,提高用户用电的经济性和可再生能源就地消纳能力。     

考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型

随着电力市场改革不断深入,研究配电侧多微网间的能量交易问题对提升区域经济性具有重要意义。为减少微网运行经济成本、促进可再生能源消纳以及降低微网大规模接入对配电网运行造成的不利影响,以相邻范围内多微网间能量交易作为研究对象,构建了基于合作博弈的区域多微网分层协调能量优化管理模型。该模型上层为管理中心统一定价,下层为各微网自治优化。下层考虑不同类型负荷的需求响应,并通过协议签订形式形成与用户间的协调运行;采用二阶锥松弛技术将含潮流约束的非凸非线性规划问题转化为可有效求解的二阶锥优化问题,并采用对偶理论、Big-M法等分解理论将原双层规划模型转化为易求解的单层规划模型。上层管理中心制定电价并与微网进行多次决策交互以获得区域多微网经济运行的均衡状态,随后基于Shapley值对区域多微网进行收益分配。最后通过算例验证了该模型对于提升微网收益、促进可再生能源消纳的有效性。     

主从博弈框架下配电网规划运行多目标协同优化方法

针对配电网网架结构和分布式电源的规划阶段与电网运行阶段存在的交互影响作用,首先,提出了以配电网规划效益与电网运行下用户效用最优为目标的双层协同的规划运行优化框架;其次,以配电网规划中经济性与可靠性最大为目标,规划配电网网架结构与分布式电源接入节点,构建可靠性约束下配电网多目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法提出多目标配电网规划模型的求解方法;然后建立考虑电网运行阶段与用户运行调度策略下的分布式电源规划模型,提出了光伏储能规划策略与用户负荷与储能设备的运行调控策略。基于电网公司与用户之间双层规划问题,提出了一种计及电网公司与用户之间互动响应的主从博弈模型。最后,通过实际算例结果表明所提主从博弈下源网协同的规划运行模型可以有效提高电网公司与用户效益,提升电网运行可靠性。     

基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控

由于交直流混合配电网具有灵活性和可控性的特点,得到广泛的应用,同时电动汽车和空调的规模化接入使得配电网尖峰负荷持续增大。基于此,提出基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控模型。首先,考虑电网公司与电动汽车代理商、储能运营商之间的主从博弈,构建运营收益最大和峰谷差最小的电网公司(领导者)多目标两阶段鲁棒优化模型,以及储能运营商和电动汽车代理商(跟随者)收益优化模型,并证明该主从博弈均衡的存在性与唯一性;其次,将跟随者模型采用KKT条件等效为领导者模型中均衡约束,双层主从博弈模型等效为单层两阶段鲁棒优化模型,并采用CCG算法求解;最后,通过仿真计算,结果表明所提的调峰管控策略可以实现交直流配电网的削峰填谷和多主体间的利益均衡。     

计及用户用能行为的综合能源微网运营商与负荷聚合商主从博弈策略

为了提高综合能源微网的效益,分别从用户侧与供能侧考虑,建立了基于主从博弈的负荷聚合商与综合能源微网运营商的双层优化博弈模型。首先,考虑用户的能动作用,计及了用户侧的多能互补特性,分析了用户的用能行为;其次,考虑了用户用能的边际效用,提出了以用户满意度最大为目标的负荷聚合商优化模型,制定负荷聚合商的购能计划;同时,建立了以收益最大化为目标的综合能源系统运营商定价策略模型,构建合理的价格激励机制;然后利用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件转换将双层模型转化为单层模型,并利用McCormick Envelopes法将原双线性非凸问题进行凸松弛并求解。算例仿真结果表明该方法能够促进系统供能侧与用户侧的互动,在提高用户侧用能满意度的同时也提高了综合能源微网供能侧的收益,有利于综合能源系统的整体发展。     

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。     

多园区微网优化共享运行策略

在清洁能源大量接入的情况下,园区微网用户从单一的传统用能用户转变成生产消费型用户,与电网之间的关系从单向关系变成双向关系,用户行为会对电力系统以及电力市场产生一定影响,基于此构建了多园区微网优化共享运行策略。各园区微网在充分考虑其余园区微网用能特征的情况下,以清洁能源最大化消纳以及自身利益最大化为目标制定整体运行策略,并构建两阶段鲁棒模型优化内部清洁能源出力不确定性、燃气轮机以及柔性负荷调节能力和运行约束等问题,通过列约束算法对模型进行进一步处理后,最终得出最优运行策略。此外,考虑到各园区微网利益存在冲突,构建多园区微网间合作博弈决策平台,以实现多园区微网之间合作与博弈的平衡。     

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。     

考虑分时电价差异性和基于主从博弈的智能楼宇集群能量共享方法

智能电网背景下,具备分布式光伏出力和自动需求响应要素的智能楼宇联合运行可以促进光伏发电的就地消纳,提高其用电经济性.因此,构建了以配有储能系统的智能楼宇集群运营商(smart building cluster operator,SBCO)为中心的能量交易框架,并提出一种考虑分时电价差异性和基于主从博弈的能量共享方法.首先,考虑到不同负荷类型楼宇用户存在分时电价差异性,且智能楼宇的实时需求响应会促进集群内部的能量共享,建立了SBCO的日前储能调度模型.其次,计及SBCO和楼宇用户具有不同逐利特性及用户的信息私密性和对用电舒适度要求,提出了一种基于主从博弈的实时需求响应模型以实现两方利益制约平衡和联合优化.最后,通过实际算例证实了所提方法可以较好地提升SBCO和智能楼宇的经济效益,且在促进分布式光伏就地消纳和优化智能楼宇集群净负荷特性方面具有优势.     

计及电动汽车参与多元需求响应的微电网多时间尺度优化调度模型

为深入挖掘电动汽车的可调度潜力，缓解含高比例新能源微电网的供能压力，结合多元需求响应技术，提出一种考虑电动汽车资源参与的微电网多时间尺度优化调度模型。在日前调度阶段，一部分电动汽车资源与价格型需求响应技术相结合，以用户的综合满意度为目标进行优化。微电网基于价格型电动汽车资源的调度计划，以经济低碳成本最低与灵活性满足度最大为目标进行优化，确定各侧可调资源的调度安排。在日内调度阶段，另一部分电动汽车资源与激励型需求响应技术相结合。微电网能量管理中心作为领导者，以运营成本最小为目标，激励型电动汽车群作为跟随者，以用电成本最小为目标，构建微电网日内主从博弈模型进行滚动优化，双方基于补贴价格与用能策略进行博弈。最后，基于某微电网场景进行仿真验证，结果表明所提模型能够降低用户用电成本，减少负荷曲线的峰谷差，实现新能源的全消纳。     

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.     

基于区间优化的冷热电联供型多微网日前优化调度

冷热电联供型多微网系统日前优化调度需综合考虑源荷的不确定性、微网间热电功率交互及不同利益主体间的博弈。将各微网作为不同的利益主体,利用区间数描述风光分布式能源和冷热电负荷功率的波动性。以各微网中可控微源出力、可调度电负荷以及微网间的热电交互功率和交互电价为优化变量,建立目标为各微网运行成本最小的纳什议价合作博弈模型。将该非凸优化问题等价变换为两个凸优化子问题,并采用区间序关系和可能度将对应子问题的区间优化模型转化为确定性的凸优化模型。为保证用户的隐私,利用加速的交替方向乘子法对两个子问题进行了分布式求解。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性和合理性。     

应对台风影响的海岛微网群韧性全过程提升

台风等极端自然灾害频繁侵袭海岛群,严重威胁到海岛微网群安全可靠供电。为提升海岛微网群抵御台风灾害侵袭、增强微网群快速恢复供电能力,提出一种应对台风影响的海岛微网群韧性提升策略。针对海岛群及其微网系统进行统一建模;从线路故障率、负荷削减量、故障线路修复时间及岛屿负荷分布等构建海岛群韧性评估指标,借助该指标评估不同韧性提升策略对海岛微网群韧性的影响;分别通过灾前储能调度、灾中最优切负荷和灾后优化故障线路抢修顺序等策略,提升海岛微网群抵御台风灾害的韧性;通过算例对所提韧性提升策略有效性和经济性进行分析、验证,结果表明,所提韧性提升策略可增强海岛微网群抵御台风灾害的韧性。     

基于非合作博弈的冷热电联供微能源网运行策略优化

提出了基于非合作博弈的冷热电联供微能源网优化的一般模型与求解方法。基于博弈论,建立了微能源网与用户的博弈模型;证明了该博弈纳什均衡的存在性,并提出了相应的求解流程;利用模糊双目标算法对用户的支付费用和不满意度进行归一化处理,在博弈模式下用户调整自身用电策略,微能源网根据用户的负荷计划调整电价,优化冷热电出力。以某小区夏季典型日负荷与冬季典型日负荷为例,对博弈模型进行求解。仿真结果表明,微能源网在所提出的博弈模式下能更好地消纳可再生能源,实现个体理性情况下的能源最优,且用户能在兼顾用能体验的前提下实现经济最优。     

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。     

基于二层规划模型的交直流混合微网源荷储协调分区优化经济调度

交直流混合微网作为一种具有前景的微网形式,其优化运行是微网领域内的重要研究课题。该文综合计及交直流混合微网经济性和环保性;并考虑负荷平移构建优化运行模型。将负荷平移策略和储能充放电策略综合考虑为负荷转移手段,以荷储协调负荷转移策略为上层决策变量,并计及负荷平移中用户用电效益损耗以负荷协调转移效益最大估计为上层目标;以交直流混合微网优化运行策略为下层决策变量并考虑交流区和直流区优化运行成本最小为下层目标,建立源荷储协调二层规划模型。应用混沌粒子群算法结合Yalmip优化软件对其进行求解。最后通过算例验证该方法可以提高并协调微网收益和用户效益,并更适用于交直流混合微网实际运行。