基於合作博弈論的光伏微電網群交易模型

新能源電力系統國家重點實驗室(華北電力大學)、南方電網科學研究院的研究人員劉念、趙璟等,在2018年第8期《電工技術學報》上撰文指出,併網型光伏微電網直接與配電網交易是最常見的市場交易模式。

針對光伏微電網群,提出一種基於合作博弈論的市場交易模型,通過智能通信、控制系統實現光伏微電網群之間的部分信息共享,建立光伏微電網群的合作聯盟,使有餘電的微電網能量與缺電的微電網能量互用,提高聯盟整體收益。

採用Shapley值法對聯盟收益進行分配,並根據微電網所分收益大小提出一個實時交易結算規則,完成微電網與微電網、微電網與配電網的交易結算。仿真算例證明了該模型的有效性。

售電側改革是電力體制改革的一個重要方面,電改文件指出擁有分佈式電源的用戶或者微電網系統可以獨立參與電力交易[1]。在未來微電網用戶作為一個單獨主體會越來越多地參與到電力市場交易中,同時一個配電區域中往往會有多個微電網用戶的存在,微電網用戶既可以選擇與配電網進行交易,也可以選擇與其他微電網用戶進行交易。

在這個市場交易的過程中,多個微電網之間有可能會形成合作聯盟,在一個聯盟中如何分配各個成員的利益,保證市場交易的公正性是一個重要問題。因此探索微電網與微電網、微電網與配電網之間的市場交易模式,有助於未來售電側的市場形成,形成“多買方-多賣方”的市場格局。

隨著光伏發電[2,3]及儲能技術[4]的推廣,光伏微電網在未來將會越來越多地接入到配電網中,目前對於光伏微電網的研究很多集中在能量管理[5-7]、系統優化[8-11]、控制保護[12,13]方面。

也有一些文獻研究了分佈式光伏的市場運營、經濟分析:文獻[14]針對工業光伏微網提出了一個實時運行優化策略,並研究了單位電能成本、投資回收期對投資決策的影響;文獻[15]以微電網淨收益最大為目標函數建立了分佈式光伏餘電上網的綜合決策調度模型,評估了光伏容量及上網電價對微電網經濟性的影響;文獻[16]建立了分佈式光伏發電的經濟性評價流程,對統購統銷、合同能源管理、自發自用三種運營模式進行了成本/效益分析;文獻[17]從微電網-微電網之間要小於微電網-配電網之間能量流動時的線損角度出發,以線損率最低為目標建立一個微電網的博弈模型。

從現有研究成果來看,大部分關注的是單主體運行時的優化設計、經濟分析,很少有文獻研究光伏微電網集群下的市場運營,本文將著重對光伏微電網群的市場交易模型進行分析,提出多微電網之間的合作博弈模型,就微電網之間形成聯盟的動力、收益分配、結算機制進行研究。

基於合作博弈論的光伏微電網群交易模型

圖1 光伏微電網群的系統結構

結論

本文針對售電側市場化改革,提出了光伏微電網群的合作交易模型,應用Shapley值法對合作模型下各個微電網的收益進行分配,按照所提出的實時交易結算規則進行結算。通過理論與算例分析得到如下結論:

1)對於同一社區或園區的光伏微電網群,通過AMI來共享本地光伏、負荷功率等信息,餘電微電網與缺電微電網之間存在“合作剩餘”,雙方有形成合作聯盟的動力。

2)對比與配電網直接交易,合作模型下不僅能提高聯盟整體總收益,利用Shapley值分配得到的各個微電網用戶的收益也可以實現提高,餘電微電網可以提高自己的收入,缺電微電網可以減少自身購電成本。

3)按照所提出的實時交易結算規則,可以保證聯盟內不同用戶之間以及與配電網之間的市場交易正確結算。

儲行業資訊,傳未來之能!


分享到:


相關文章: