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共享型虚拟电厂风险调度与电能共享机制

电力系统自动化 2024年第18期48卷 104-114页

作者：马雨彤张春雁窦真兰王玲玲蒋传文王素电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网上海市电力公司上海市200023

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵... 详细信息

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵活性而备受关注。为此,文中对基于虚拟电厂的电能共享交易机制进行了研究。首先,提出了共享型虚拟电厂概念,并建立其与新能源场站的电能共享框架;其次,考虑新能源出力不确定性,基于最小-最大后悔值法建立共享联盟风险调度模型;然后,基于一致性理论推导出共享电能价格机制;最后,基于改进的IEEE 33节点系统进行算例分析。结果表明,所提调度方法与交易机制能够提高用户侧资源利用效率、促进新能源消纳与电网区域供需平衡。

关键词：电能共享虚拟电厂最小-最大后悔值法一致性算法

考虑电能共享的综合能源楼宇群分布式优化调度

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电网技术 2020年第10期44卷 3769-3776页

作者：杨昭艾欣新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

综合能源楼宇为实现多种能源优化互补与梯级利用提供了有效手段。文章针对兼具电能生产和消费能力的综合能源楼宇,利用电能的双向流动特性,提出了一种以电能共享为核心的综合能源楼宇群运行框架。在可调柔性资源产用能特性量化建模的基... 详细信息

综合能源楼宇为实现多种能源优化互补与梯级利用提供了有效手段。文章针对兼具电能生产和消费能力的综合能源楼宇,利用电能的双向流动特性,提出了一种以电能共享为核心的综合能源楼宇群运行框架。在可调柔性资源产用能特性量化建模的基础上,从供需平衡的角度建立电能共享模型,基于交替方向乘子法制定综合能源楼宇群分布式优化调度策略,保证用户的信息安全,降低运算和通信负担。将楼宇群优化问题分解为楼宇子问题和代理商问题,通过传递少量信息交替求解,协调楼宇间的电能共享过程,避免楼宇群公共连接点线路过载。最后通过算例仿真验证了所提分布式调度方法的可行性,并从经济效益和分布式能源利用率方面分析了电能共享策略的有效性。

关键词：综合能源楼宇群电能共享分布式优化调度交替方向乘子法

计及电动汽车用户响应特性的充电站实时电能共享机制

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电力系统自动化 2022年第12期46卷 56-66页

作者：李高俊杰杨军朱旭詹祥澎范辉梁纪峰武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网福建省电力有限公司营销服务中心福建省福州市350000 国网河北省电力有限公司河北省石家庄市050022

电动汽车用户参与本地充电站电能共享既能满足充电站电能共享需求,也能通过优化配置本地电能资源给参与者带来收益。考虑到传统电力市场准入门槛高、交易成本高等问题限制了本地电能共享,文中计及电动汽车用户响应特性,提出了基于价格... 详细信息

电动汽车用户参与本地充电站电能共享既能满足充电站电能共享需求,也能通过优化配置本地电能资源给参与者带来收益。考虑到传统电力市场准入门槛高、交易成本高等问题限制了本地电能共享,文中计及电动汽车用户响应特性,提出了基于价格一致性的充电站实时电能共享机制。首先,计及道路拥堵情况、预共享电价、节点边际电价和用户充放电成本效用参数等电动汽车用户驾驶行为影响因素,建立了电动汽车用户选择模型。接着,在本地电能共享网络中,推导了集中式调度模式下社会福利最大化模型的对偶问题,进而提出了基于价格一致性的实时电能共享机制,以共享电价作为一致性变量,参与者间通过信息交互达成价格认同,最终实现电能共享社会福利最大化。最后,在路网-电网-电能共享网络耦合系统中进行了仿真。仿真结果表明,道路通行时间和预共享电价对电动汽车用户选择行为影响最大,高充电效用和低放电成本的电动汽车用户参与充电站电能共享能够同时提升个体和整体经济效益。

关键词：电动汽车电能共享用户响应一致性算法共享机制优化配置

考虑电能共享的综合能源楼宇群日前协同优化调度

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电力自动化设备 2019年第8期39卷 239-245页

作者：胡鹏艾欣杨昭吴界辰郭良松李庆彪张润恩华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网乌鲁木齐县供电公司新疆乌鲁木齐830012

首先提出了一种含高比例分布式能源的智能园区运行框架,针对综合能源楼宇内冷热电联供系统、电动汽车、温控负荷等资源建立了计及用户用能需求的量化模型。进一步,基于电能双向流动特性,建立园区内多综合能源楼宇群电能共享模型,并通过... 详细信息

首先提出了一种含高比例分布式能源的智能园区运行框架,针对综合能源楼宇内冷热电联供系统、电动汽车、温控负荷等资源建立了计及用户用能需求的量化模型。进一步,基于电能双向流动特性,建立园区内多综合能源楼宇群电能共享模型,并通过智能园区代理商制定园区的日前优化调度策略。通过算例仿真,验证了所提方法可通过协调内部综合能源需求侧资源,进行楼宇间电能共享,实现电能供需就近平衡,达到最小化园区调度成本的优化目标。最后,讨论了有无变压器容量限制下的园区与电网的功率交互情况,所提调度策略可通过增加变压器容量约束来避免变压器越限对电网安全运行的不利影响。

关键词：分布式能源综合能源楼宇群电能共享智能园区日前优化调度综合能源系统

基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

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电力建设 2022年第8期43卷 141-149页

作者：詹祥澎杨军沈一民钱晓瑞王昕妍吴赋章国网福建省电力有限公司营销服务中心福州市350011 武汉大学电气与自动化学院武汉市430072

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在... 详细信息

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。

关键词：电力市场产消者电能共享交易机制一致性算法

考虑用户有限理性的需求侧电能共享价格套餐设计

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电力建设 2024年第11期45卷 148-160页

作者：林宇豪王弘利廖烽然贾乐刚韩涛杨军武汉大学电气与自动化学院武汉市430072 国网山东省电力公司烟台供电公司山东省烟台市264000

分布式灵活资源的大量接入为配电网运行带来了潜在的调节资源,与此同时,电能共享概念的提出为促进灵活资源的优化配置和市场化应用提供了新的解决思路,然而如何对海量分散灵活资源进行稳定聚合以参与本地市场亟待解决。提出了一种考虑... 详细信息

分布式灵活资源的大量接入为配电网运行带来了潜在的调节资源,与此同时,电能共享概念的提出为促进灵活资源的优化配置和市场化应用提供了新的解决思路,然而如何对海量分散灵活资源进行稳定聚合以参与本地市场亟待解决。提出了一种考虑用户有限理性的需求侧电能共享价格套餐设计方法。首先建立了产消者用户与电力零售商之间的电能共享零售框架,提出了共享套餐的零售模式。然后,考虑产消者用户的有限理性特征和风险偏好,基于累计前景理论(cumulative prospect theory,CPT)建立了用户累计前景效用模型,进而构建了产消者用户的电能共享决策模型。最后,基于主从博弈理论建立了零售套餐交易过程中零售商-用户之间的博弈模型,并通过灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法进行寻优求解。算例结果表明,所提的价格套餐模式能够针对差异化的产消者用户提供个性化的共享价格套餐并实现对灵活资源的聚合引导,在满足用户累计前景效用的情况下实现零售商日收益的最大化,同时通过电能共享有效缓解了配电网峰谷时段的运行压力。

关键词：电能共享电价套餐有限理性累计前景理论(CPT)

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考虑电能共享的楼宇虚拟电厂协调优化调度

电力科学与技术学报 2022年第1期37卷 96-105页

作者：杨秀胡晓龙孙改平方陈田英杰杜楠楠上海电力大学电气工程学院上海200090 上海市电力公司电力科学研究院上海200437

为促进楼宇节能,实现不同楼宇内分布式能源的协调控制管理,首先搭建包含风电、光伏、储能设备、电动汽车以及柔性负荷的楼宇虚拟电厂框架,并阐述虚拟电厂内能量与信息的流向;然后,构建楼宇虚拟电厂的协调优化调度模型,以净成本最低为目... 详细信息

为促进楼宇节能,实现不同楼宇内分布式能源的协调控制管理,首先搭建包含风电、光伏、储能设备、电动汽车以及柔性负荷的楼宇虚拟电厂框架,并阐述虚拟电厂内能量与信息的流向;然后,构建楼宇虚拟电厂的协调优化调度模型,以净成本最低为目标函数,并考虑不同楼宇间电能的优化共享;最后,以一个包含居民楼、商业楼、办公楼的楼宇虚拟电厂为例,针对不构建虚拟电厂、楼宇虚拟电厂调度楼宇内各单元、楼宇虚拟电厂调度楼宇内各单元及楼宇间电能共享3种场景进行分析,对比3种场景下的调度结果以验证上述模型的有效性。结果表明:该模型可以实现楼宇内以及不同楼宇间电能的协调优化,有效地改善了虚拟电厂的经济性和负荷情况。

关键词：虚拟电厂分布式能源楼宇日前调度电能共享

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面向碳中和的P2P绿色电能共享系统的研究

面向碳中和的P2P绿色电能共享系统的研究

作者：王涛青岛理工大学

学位级别：硕士

“碳中和”已成为解决气候变化和环境问题的首要方向。传统的火力发电成为主要的碳排放来源之一,因此发展分布式绿色能源发电对于推动能源转型、加速实现碳中和的目标具有重要意义。P2P绿色电能共享作为一种新兴的能源共享模式受到了关... 详细信息

“碳中和”已成为解决气候变化和环境问题的首要方向。传统的火力发电成为主要的碳排放来源之一,因此发展分布式绿色能源发电对于推动能源转型、加速实现碳中和的目标具有重要意义。P2P绿色电能共享作为一种新兴的能源共享模式受到了关注,它可以实现用户间的电能传输。通过与分布式绿色能源发电相结合,可以提高绿色电能的使用效率,从而减少对传统火力发电的依赖。P2P绿色电能共享系统中的电能传输机制和网络拓扑结构为重要的研究领域。因此,本文针对P2P绿色电能共享系统研究的主要工作内容如下:(1)对P2P绿色电能共享系统建模并进行电能传输机制的优化。充分考虑电线的载流量、电流方向的限制以及配电网的网络拓扑结构,结合实际情况下电能传输存在的问题,本文构建了P2P绿色电能共享系统的数学模型。在此基础上提出了一种高效搜索最优供电方和电能传输路径的算法,设计了P2P绿色电能共享系统的实验来验证所提出的算法,根据实验的结果评估了配电网的网络拓扑结构对P2P电能传输的影响。实验结果表明,该算法优化了电能传输路径,降低了电能损耗,并通过提高绿色电能的使用效率减少了系统的碳排放。此外,在适应P2P电能传输方面小世界模型相比其他网络拓扑结构更有优势。(2)基于真实环境的实验,研究P2P绿色电能共享系统在现实应用中的性能。为将设计的模型融入现实中的应用,本文设计了一种P2P电能共享控制器,并搭建了真实环境的实验设施进行验证。实验获取了用户间电能共享的数据,以及用户的发电量、用电量、储能设备的电量变化等数据。通过对实验数据的对比与分析,证实了P2P绿色电能共享系统在现实应用中的有效性,为该系统的实际落地应用提供了参考。(3)基于机器学习的方法,对P2P绿色电能共享系统中绿色能源发电量的预测。在完成基于P2P电能共享控制器的实验后,本文利用机器学习的方法,利用天气数据来预测发电量,建立了随机森林回归模型和LSTM两种模型分别进行研究。实验结果表明,两种模型对影响光伏发电量的主要因素相同,预测准确率达到80%以上。系统可以根据天气数据相对准确地预测发电量,并基于预测结果来设定用电计划,并更好地规划电能供应,由此可以提升系统的电能利用效率。本文为实现高效的P2P电能共享系统奠定了基础,为推动绿色能源的发展和碳中和目标的实现提供了有益参考。

关键词：分布式发电电能共享产消者 P2P电能传输发电量预测

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社区微电网中效用驱动的电能共享系统研究

社区微电网中效用驱动的电能共享系统研究

作者：姚远华东师范大学

学位级别：硕士

为了节约能源和保护环境,许多国家正积极推广可再生能源发电,尤其是太阳能发电。随着越来越多的住宅用户配备光伏发电系统,“自发自用,余电上网”的传统模式不仅对主电网的稳定性造成了一定的冲击,而且较低的余电上网价格无法满足用户... 详细信息

为了节约能源和保护环境,许多国家正积极推广可再生能源发电,尤其是太阳能发电。随着越来越多的住宅用户配备光伏发电系统,“自发自用,余电上网”的传统模式不仅对主电网的稳定性造成了一定的冲击,而且较低的余电上网价格无法满足用户的利益需求。此外,光伏发电特征曲线和负荷特征曲线的差异性造成了单个用户电能供需不平衡的问题。为了同时解决上述问题,本文提出了在由多个相邻住宅用户组成的社区微电网中共享电能的方法,即电能盈余的卖方向电能不足的买方出售电能。经济学中的效用可以衡量用户交易过程中获得或消费商品的满意度。因此,本文的研究内容是在社区微电网中建立一个可行的电能共享系统,同时探索一种效用驱动的电能共享机制以解决共享过程中电能定价和分配问题。本文的主要贡献如下:1.提出了基于云储能架构和时间窗口预测交易的社区微电网内部电能共享动态自适应系统。云储能架构克服了在用户侧安装储能装置的困难,时间窗口预测交易是本文提出的一种适用于微电网内部电能交易方式,同时该系统具有动态自适应特点,能自动调整到最优时间窗口。2.提出了效用驱动的基于价格和优先指数双重激励的集中式电能共享机制,解决了社区微电网内部电能定价和分配问题。电能共享由分布式系统管理员(Distribution System Operator,DSO)集中控制,分为DSO收集电能和分配电能两阶段。在收集电能阶段,提出了电能最优定价算法以同时最大化卖方效用和最小化DSO购电成本。在分配电能阶段,提出了基于优先指数的电能分配算法以最大化买方效用。3.提出了一种针对电能预测误差的补偿清算模型,解决了因预测误差造成交易主体经济损失的问题。该模型将时间窗口分为三个阶段,第一阶段交易双方基于预测签订电能交易合约,第二阶段双方基于实际电能状态执行合约,第三阶段判断第二阶段是否履行第一阶段签订的合约。如果存在因预测误差而违约造成的经济损失,将由交易主体承担。实验结果表明,社区微电网内的所有买方和卖方为了最大化效用积极参与到电能共享中。首先,本文提出的电能定价算法和分配算法能在1秒内快速收敛,保证了即使电网通信存在较高延迟情况下,也能在短时间内完成电能共享。其次,从主电网的稳定性、买方的购电成本和卖方的售电利润三方面与余电上网对比,电能共享模式下微电网与主电网的电能交互量平均下降了72.6%,买方的购电成本平均下降了46.2%,卖方的售电利润平均提高了62.5%。

关键词：社区微电网电能共享效用驱动激励机制博弈论