计及微电网群合作博弈的主动配电网能量优化调度二层规划模型

分布式能源通过微电网并入配电网形成的含微网群主动配电网具有高效运行的优点。文章采用二层规划理论建立计及微电网群合作博弈的主动配电网能量优化调度二层规划模型。以主动配电网为上层决策者,以系统收益最大化为目标,以进行合作博弈之后的微电网联盟为下层决策者,以联盟合作剩余最大为目标。上层决策模型和下层决策模型分别计及各自必要的约束条件,下层决策者需要调用微电网优化调度子模块,并基于Shapely值分配合作剩余。给出所建立二层规划模型的Stackelberg均衡作为模型的解,采用混沌粒子群算法设计模型求解流程。仿真算例表明,微电网群组成合作博弈联盟能够提高自身效益,增加市场主体的决策多样性。     

基于合作-非合作博弈的光储荷网协同运行策略

针对光伏发电主体与电力用户进行电力直接交易的问题,利用合作-非合作两阶段博弈理论,对光储荷组成的微网系统与电网协同运行的过程展开优化调度和协商议价两阶段的研究。第一阶段通过优化调度提高联盟收益,针对微电网运行特性搭建数学模型,采用交替方向乘子法以避免在交易过程中出现电量由于叠加作用而相互抵消的情况,利用合作博弈得到调度结果;第二阶段首先分析电价对交易模式的影响,搭建光伏发电主体与用户协商议价模型,在天牛须搜索算法的基础上进行改进,采用与自适应矩估计相结合的讨价还价模型,利用非合作博弈分配收益得到最优交易电价。最后通过算例验证模型的可行性,结果表明所搭模型在提高微网收益的同时,通过市场的引导作用提升光伏消纳水平。     

光伏微电网的多主体合作运营模式及效益分配

摘要： 新电改方案允许拥有分布式电源的用户或微电网系统参与电力交易,有利于微电网经济效益的提高。该研究针对由多方经济主体构成的微电网,包括光伏运营商、储能运营商和用户等,分析了电力市场环境下光伏微电网内各主体的市场交易模式,分析形成联盟的动力,提出各经济主体之间合作博弈的模型。光伏微电网以最大化联盟收益为目标采用分时调度模型,对各主体的运行状态进行实时决策,并采用Shapley值法根据各个主体的贡献度对收益进行了分配。可见,合作模式下光伏运营商、储能运营商和用户均提高了经济效益,各方的效益相互间达到平衡,计算复杂度低,有利于促进光伏微电网规模化发展。     

计及分布式储能的虚拟电厂优化调度

分布式储能是虚拟电厂的优质可调节资源。为提高含分布式储能的虚拟电厂收益,构建了虚拟电厂中柴油发电机和风光可再生能源机组的模型;分别建立了并网型储能与用户侧储能两种分布式储能的运行约束条件;基于日前市场分时电价对虚拟电厂资源进行了优化调度算例分析。研究结果表明,受需量约束的限制,用户侧储能的收益能力不如并网型储能;不同需量约束将影响用户侧储能为虚拟电厂进行电价套利的能力;用户侧储能的个数越多,虚拟电厂的总收益越少。     

基于恢复力约束的分布式储能优化规划

提出基于恢复力约束的分布式储能优化规划方法,以保证重要用户的恢复力为前提条件,采用双层耦合规划模型。内层模型在满足电网运行的潮流约束下,灵活地控制重要用户侧分布式储能参与需求侧响应,实现用电成本与动作频次最小的目标,采用竞争深度Q网络（dueling deep Q network, DDQN）结构的深度增强学习方法进行求解,内层模型将分布式储能响应策略传递给外层模型;外层模型进一步基于重要用户的恢复力约束和投资收益校核分布式储能的配置方案,通过双层优化耦合反馈,最终实现基于恢复力约束的分布式储能优化规划。通过分时电价引导分布式储能等重要互动资源参与配电网的优化运行,保证重要用户电力供应连续性的同时给用户明显的投资收益。最后以某10 kV变电站的重要用户储能优化配置为例,分析了所提方法的有效性。     

国外电网侧储能电站参与调频辅助服务市场的机制经验及对我国的启示

储能是高比例可再生能源电力系统稳定安全运行的重要支撑技术之一,中国调频辅助服务市场规则设计应考虑储能参与.本文概述了电网侧储能技术的调频现状,并介绍了储能为电网提供调频辅助服务具备响应时间快、调度性能好的优势,并以美国、澳大利亚和英国的调频辅助服务市场为案例,介绍了储能调频的现状,分析了国外典型调频辅助服务市场设定的适用于电网侧储能电站的规则,包括电网侧储能电站作为市场主体参与调频辅助服务市场的市场准入门槛、参与方式和价格机制;比较了不同电力市场对于电网侧储能参与调频辅助服务市场的设计的差异及其对储能参与调频辅助服务市场的影响.调研了我国电力市场建设现状,通过对比分析了我国储能参与调频辅助服务市场存在大多数地区储能的市场主体地位不明确,大部分允许储能参与的市场容量准入限制为世界典型国家限制的2倍或以上,部分地区调频收益下限过低难以反映储能调频的容量价值等不足.参考国外经验,在合适的机制设计下,我国储能调频容量需求可超过6 GW,调频辅助服务市场设计应明确赋予储能市场主体地位,随市场建设和技术发展适时降低准入门槛使分布式小容量储能参与提供调频服务,价格机制设计两部制价值以反映储能调频的容量价值并保障储能调频最低收益.     

光储电站成本电价模型及投资决策分析

基于相同光照区域的光伏电站预测及发电数据,结合储能出力模型,运行仿真得到较为真实的光储上网电量、考核成本等;建立基于全寿命周期理论的收益、成本函数,构建光储成本电价模型,并结合现行电价政策提出光储电站投资可行性决策方法;对多种因素进行敏感性分析,构建投资临界面,得出投资可以获得预期收益时的临界条件,为光储电站项目的投资决策及国家相关电价政策的制定提供科学判据。     

考虑调峰附加成本的新能源送出型电网电价动态优化模型

针对现货市场交易机制下新能源送出型电网风电不确定性对电网调峰附加成本影响,提出考虑调峰附加成本的电网电价动态优化模型,为火电、储能和电热联合需求响应等调峰资源参与电网调峰提供灵活的电价信号,保障现货交易市场出清价格的准确性,同时提高各电力主体对新能源的消纳能力和系统碳减排能力。首先,以新能源送出型电网为基础,研究考虑风电不确定性的电网调峰需求量化方法,并建立火电、储能和电热联合需求响应等调峰资源的调峰附加成本模型;其次,研究现货市场中各电力主体的竞价策略,考虑调峰附加成本交易机制,建立以最小化运行成本为目标的现货市场出清模型,并采用合作博弈算法对模型进行求解,计算新能源送出型电网各主体出清价格;最后,以东北某新能源送出型电网实际运行数据为例进行仿真验证,结果表明所提出的考虑调峰附加成本的电网价格动态优化模型能有效提升电网对新能源的消纳能力,保障电力现货市场的高效稳定运行。     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

基于负荷类型细分的负荷聚合商日前投标非合作博弈模型

负荷聚合商能整合中小负荷资源并为其提供参与市场调节的机会,以提高需求响应效率。提出了一种基于负荷类型细分和非合作博弈的负荷聚合商日前投标模型,一方面根据居民柔性负荷的不同用电特性进行典型分类并将每一类负荷作为研究对象,避免了以家庭为控制单位参与投标的复杂度;另一方面在开放电力市场下,不同于常规多目标集中优化,引入博弈思想协调优化各聚合商作为独立决策主体的利益。根据物理特性将居民柔性负荷分成4类,并基于用户使用习惯和舒适度建立负荷模型;在市场电价的引导下,基于用户黏性理论优化聚合商售电电价,建立负荷聚合商日前投标决策模型并进行算例分析。仿真结果表明,所建立的负荷聚合商投标决策模型通过对居民负荷的分类聚合和补偿,在计划调度层面能有效减少电网峰时负荷和平抑峰时电价,提高负荷聚合商的利润,降低用户用电成本。     

市场环境下光伏抽蓄联合电站的优化运行与收益分配策略

为解决目前光伏电站、抽水蓄能电站参与市场面临的竞标策略不清晰、合作方式不明确、收益分配不合理等问题,采用条件风险价值(CVa R)度量风险,建立光伏抽蓄联合电站参与市场的两阶段随机优化模型,使联合电站的收益最大化,之后基于各类电源主体特性,综合风险水平、贡献率、出力预测精度等因素,提出联盟收益最优分配模型。算例结果表明,所提竞标模型能显著提升各主体的经济效益,收益分配模型能保证分配的公平性与合理性,并维持联盟的稳定性。     

基于合作博弈论与综合需求响应的负荷聚合商集群优化运营策略

在电力市场改革逐步深入的背景下,负荷聚合商成为中小型用户进入电力市场的中介。考虑到负荷聚合商向主网购售电差价和不同用户类型用电特性相异,构建负荷聚合商合作联盟运营框架。在此基础上,针对电热耦合程度逐渐加深,建立以负荷聚合商为主体的电热负荷同时参与调度的综合需求响应模型。最后,以负荷聚合商合作联盟日运行成本最低建立优化运营模型,根据Shapley值法进行成本分配。算例分析表明,所提方法可有效降低各负荷聚合商运营成本。     

基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度研究

为了应对当下高比例可再生能源和大规模电动汽车的接入给虚拟电厂双侧运行带来的挑战,提出了一种改进的Shapley值分配方法用于解决联盟收益分配问题。以虚拟电厂为中介,分别构建了以联盟收益最大化为目标的“需”侧用户-虚拟电厂联盟和“供”侧虚拟电厂-主动配电网联盟,再将双侧的合作博弈模型联系起来,构成基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度模型。利用改进的Shapley值进行联盟收益再分配,从而达到用户、虚拟电厂和主动配电网三方主体收益的最大化,最后进行实验验证。结果表明：该模型使三方主体收益相较于未合作博弈和任一单层合作博弈分别提高了15.64%,6.95%和6.949%,提高了系统运行的经济性。     

市场环境下多主体参与的主动配电网双层优化配置

电力市场化改革孕育了多元市场主体,为了兼顾多元市场主体利益需求,在保障系统安全性前提下实现社会总效益最大化,提出市场环境下多主体参与的主动配电网双层优化配置模型。上层模型考虑以分布式电源投资商、配电公司和储能运营商为主的能源及服务商的经济效益,并计及电网公司和第三方公司为不同投资主体的储能运行策略,引入系统综合安全性指标保障系统故障下的孤岛运行能力;下层模型考虑终端用户侧经济效益,积极响应需求管理以保证用户满意度最高。采用改进粒子群算法对双层模型进行求解,并利用IEEE33节点系统验证了该模型在保证系统安全性的同时能有效兼顾多主体利益。     

偏差电量考核下风光储混合发电商的市场均衡博弈研究

为了更直观地分析风光储混合发电商对市场均衡博弈结果和市场力的影响,在偏差电量考核衡量风光储混合发电出力随机波动性的基础上,综合考虑各发电商的出力限制和储能系统的运行约束,建立以风光储混合发电商和传统发电商收益最大化为目标的市场均衡博弈模型,调用CPLEX软件求解利用非线性互补函数处理得到的混合整数规划模型,并对比分析了风光储混合发电商作为价格接受者和影响者参与电力市场竞争对均衡博弈电价和投标出力的影响。结果表明,风光储混合发电商参与电力市场竞争可抑制传统发电商的市场力,对电价有显著的"削峰填谷"作用;当风光储混合发电商作为价格影响者时,对电价的影响会减弱,但其收益有所增加。     

考虑碳配额及综合需求响应双重激励的综合能源系统多主体博弈协同优化

文章提出了考虑碳配额和综合需求响应双重激励的综合能源系统（Integrated Energy System, IES）多主体博弈协同优化调度策略。首先,基于Stackelberg博弈理论,同时考虑需求侧和储能侧的主动性,建立了源-荷-储多主体博弈交互框架;其次,以IES运营商为领导者,储能运营商和用户为跟随者,建立了各利益主体的决策模型。其中,为了引导用户科学用能和降低系统碳排放量,在IES运营商模型中引入了基于碳配额和实时价格引导的双重激励政策,并以净利润最大为目标,制定售能价格和内部机组出力计划;最后,采用遗传算法结合CPLEX的两阶段算法对所提多主体博弈模型进行求解。算例仿真表明,所提的双重激励策略和博弈模型能够有效兼顾各方主体利益,在不损害各方利益的情况下,降低了系统的碳排放量,实现IES多主体低碳协同运行。     

基于FMPC的储能系统跟踪光伏发电计划控制策略

为了最大限度地提高跟踪光伏发电计划的能力,文章提出一种适用于储能系统的模糊模型预测控制(FMPC)充放电控制策略。基于模型预测控制(MPC)方法,建立了以储能系统剩余容量偏离理想值、并网功率与发电计划偏差最小为目标的控制模型,通过引入模糊控制(Fuzzy Control),即时调节目标函数中的权重系数以获得最佳跟踪效果。以光伏电站实际运行数据进行仿真分析,结果表明,与传统MPC和普通控制策略相比,所提出的基于FMPC的储能系统控制方法具有独特的灵活性和适应性。     

计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行

综合能源系统能够提高能源的综合利用效率,是能源领域未来的发展趋势。为了充分发挥需求侧灵活资源对综合能源系统运行的优化作用,提出一种计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行方法。首先,构建综合能源系统的需求侧灵活资源运行模型,包括综合需求响应和多类型储能设备;接着,考虑多个综合能源系统间的电能交易合作,以合作联盟效益最大化为目标函数,构建计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行模型;然后,运用数学方法对所提模型进行两阶段等效转换,使其易于求解;最后,通过算例分析验证了所提模型能够充分发挥需求侧灵活资源的优势,提高综合能源系统的运行经济性。     

储能电站商业模式初步研究

随着互联网+的提出与推进,储能电站在电力系统中的作用将越来越重要。本文阐述我国储能电站发展现状;以磷酸铁锂电池储能电站为例,探讨抽水蓄能电站两部制电价、抽水蓄能电站两部制电价且参与电力系统辅助服务以及用户侧合同能源管理三种商业模式并分别初步测算其投资回收期;提出目前电池储能成本与技术已经逐渐进入经济性区域,政府应加强对电池储能技术研究与应用的扶持力度。     

基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置方法。首先,依据有序聚类和K-均值聚类提取出风-光-负荷典型月场景;其次综合考虑影响微网运行的因素,构建基于不同投资者的经济模型,在典型月场景下,分析完全合作博弈、部分合作博弈、非合作博弈模式下各投资者与联盟的收益关系;最后,以月净收益最高为优化目标,利用改进灰狼优化算法配置投资者装机容量,并基于shapley值分配合作联盟投资者收益。根据算例结果和关键参数灵敏度分析可知,微网在完全合作博弈模式下兼顾经济性与低碳性,且各投资者利益分配合理;电价、风光补贴价格的波动对各投资者影响不同。