基于Stackelberg博弈模型的綜合能源系統(tǒng)均衡交互策略

吳利蘭, 荊朝霞, 吳青華, 鄧 珊

(華南理工大學(xué)電力學(xué)院, 廣東省廣州市 510641)

0 引言

基于天然氣的分布式能源站(distributed energy station,DES)[1-2],可以為用戶提供冷、熱、電多種能源,用能效率可達(dá)80%以上,是現(xiàn)今綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system,IES)中最具商業(yè)前景的一種運(yùn)營模式[3-4]。中國國家能源局于2017年3月發(fā)布了《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場化交易試點(diǎn)的通知》,鼓勵發(fā)展多能互補(bǔ)方式,并逐步開放市場。隨著能源種類和市場參與者數(shù)量的增加,IES的優(yōu)化運(yùn)行和參與者的交易策略將越來越復(fù)雜[5]。

在IES的運(yùn)行優(yōu)化方面,文獻(xiàn)[6]考慮了儲能,采用場景分析法對可再生能源建模,以總運(yùn)行成本為目標(biāo)求解包含多個DES的IES內(nèi)各單元的最優(yōu)出力。文獻(xiàn)[7-9]建立了微網(wǎng)中含有多個DES的調(diào)度優(yōu)化模型,并且考慮了分時電價并采用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法進(jìn)行求解。以上文獻(xiàn)均分析了多個區(qū)域的DES互聯(lián)的協(xié)同優(yōu)化問題,但是都只考慮了DES的運(yùn)行成本,而未討論DES在市場環(huán)境中的收益和定價問題。

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)[10-11]的發(fā)展,DES可以向多個用戶供應(yīng)能源,實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)。在開放的市場模式下,DES要如何設(shè)定生產(chǎn)策略和如何制定冷熱電的價格來實(shí)現(xiàn)盈利最大化,是當(dāng)下關(guān)注的熱點(diǎn),但是目前鮮有文獻(xiàn)涉及這方面的研究。博弈方法可求解理性市場參與者的最優(yōu)策略。博弈均衡解將對能源價格的制定和DES的規(guī)劃和運(yùn)行具有重要指導(dǎo)意義。因此,為了分析DES在市場環(huán)境中的最優(yōu)策略,關(guān)于多種能源生產(chǎn)和交易的均衡交互策略值得研究。

在與IES相關(guān)的博弈方面,文獻(xiàn)[12-14]建立了靜態(tài)非合作博弈模型,用于求解天然氣網(wǎng)和電網(wǎng)公司與DES之間的均衡交互量,并分析了DES對電網(wǎng)的調(diào)峰作用。……