东南大学：2024共享经济视角下分布式灵活资源协调调控理论与方法研究报告_26页_23mb

报告摘要

共享经济视角下分布式灵活资源协调调控理论与方法总结

核心内容

本研究聚焦于共享经济背景下，如何通过分布式灵活资源（如虚拟电厂、分布式储能、电动汽车、蓄冷空调、分布式光伏等）的协调调控，提升电力系统的灵活性和可再生能源消纳能力。研究从三个层面展开：主流模式、探索模式与未来模式，分别对应广义共享储能聚合优化调度、考虑用户有限理性和电能溯源的产消者低碳调度、以及基于产消者能量-备用联合共享的虚拟电厂优化运行方法。

主要观点

共享经济对电力系统的影响：
- 高比例可再生能源接入导致电力系统供需不平衡，系统灵活性需求增加。
- 用户侧的分布式资源具有多而分散、功率低、特性各异等特点，需通过协调调控实现高效利用。
- 传统“自上而下”的垂直管理模式存在隐私问题和无法兼顾用户与社会效益的缺陷。
主流模式：广义共享储能聚合优化调度：
- 提出广义储能资源聚合模型，通过统一参数集（如最大/最小充放电功率、能量容量等）实现对不同储能资源的集中调控。
- 采用组合拍卖机制，通过价格信号实现资源的合理配置与交易，提高系统运行效率。
- 定价机制基于买卖双方出价的平均值，确保交易公平性与激励性。
- 算例分析显示，合理的定价曲线可提升SESO储能资源利用率，同时避免荷电状态失衡。
探索模式：产消者分布式低碳调度：
- 构建基于碳积分与电能溯源的社区低碳调度架构，实现能量与碳积分的联合交易。
- 考虑用户有限理性行为，引入差异化定价机制与机会约束理论，提升调度的灵活性与经济性。
- 碳积分作为可交易产品，既可降低产消者用能成本，又可促进绿色电能消费。
- 算例表明，该模式在不同场景下可有效降低产消者总体成本，并实现社区内部的环境效益分配。
未来模式：基于能量-备用联合共享的虚拟电厂优化运行：
- 提出能量与备用联合共享的VPP运行架构，结合主从博弈与P2P交易，提升市场协同能力。
- 建立考虑光伏不确定性的备用需求量化模型，通过机会约束理论确保系统稳定性。
- 引入自适应ADMM算法，实现本地能量-备用市场的分布式出清，提升计算效率与隐私保护。
- 算例显示，VPP可通过套利获得收益，而P2P交易为产消者提供低成本用电方案，尤其对调节能力强或发电资源多的产消者更为有利。

关键信息

研究对象：分布式灵活资源，包括储能、电动汽车、蓄冷空调、分布式光伏等。
研究方法：
- 广义储能聚合建模
- 组合拍卖机制设计
- 有限理性行为建模
- 机会约束理论
- 自适应ADMM算法
应用场景：
- 社区低碳调度
- 主-配网市场协同
- 虚拟电厂优化运行
研究成果：
- 提出多种协调调控策略，提升系统灵活性与可再生能源消纳能力
- 设计合理的激励机制，促进用户侧资源参与系统运行
- 通过算例验证模型的有效性与经济性，优化资源配置与市场交易

结构与方法总结

1. 背景及意义

高比例可再生能源接入加剧供需不平衡，系统需从用户侧挖掘灵活性资源。
共享经济理念为分布式资源提供集中调控与本地共享的途径，有助于源网荷协调运行。
现有“自上而下”管理模式存在局限，需探索激励机制以提升资源参与度。

2. 广义共享储能聚合优化调度策略

模型构建：
- 选取统一参数集表征储能资源的可调潜力。
- 建立能量时段耦合约束与功率/能量上下限约束。
拍卖机制：
- 基于组合拍卖理论，实现储能资源的优化调度。
- 拍卖流程包括收集投标信息、竞胜标决定、资金结算等。
交易品种：
- 功率使用权与容量使用权，前者灵活性差，后者灵活性较好。
算例分析：
- 不同定价策略对中标数量与社会福利的影响显著。
- 合理的价格曲线设置有助于提高资源利用率与系统稳定性。

3. 考虑用户有限理性和电能溯源的产消者分布式低碳调度方法

研究框架：
- 绿色社区低碳调度，结合能量与碳积分交易。
- 参与成员包括社区经理与产消者，时间尺度为日前。
运行规则：
- 基于有限理性行为的差异化定价。
- 碳积分获取、消耗与流通规则。
- 异质电能溯源定价方法。
模型构建：
- 基于机会约束的交易决策模型，考虑备用不足与弃光损失成本。
- 采用ADMM算法进行分布式出清，提升计算效率。
算例分析：
- 碳积分机制显著降低产消者用能成本。
- 随着市场成熟，碳积分可能变为负值，表示MT需升级或转型。

4. 基于产消者能量-备用联合共享的虚拟电厂优化运行方法

研究框架：
- 主-配网市场协同运行，交易产品包括能量与备用。
- VPP与产消者共同参与市场，时间尺度为日前。
模型构建：
- 基于光伏不确定性的备用需求量化模型。
- 机会约束理论用于确保系统稳定性。
- 采用自适应ADMM算法实现分布式出清。
算例分析：
- VPP可通过套利获得收益，P2P交易为产消者提供低成本用电方案。
- 交易价格受市场供需与资源特性影响，调节能力强的产消者受益更大。

参考文献

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