2023-12-18-四川大学-配电网多元主体互动博弈与分层自治运行优化方法_45页_5mb

配电网多元主体互动博弈与分层自治运行优化方法总结

核心内容

本文主要探讨了在新型电力系统背景下，配电网如何应对多元主体互动带来的复杂性与不确定性，并提出了一种基于分层自治的运行优化方法。随着新能源的广泛应用和电力市场改革的推进，配电网正面临由多种市场主体（如售电公司、微电网、智能楼宇、虚拟电厂等）参与带来的运行挑战。为实现配电网的高效、灵活、低碳运行，研究提出了集中共享模式与P2P分布式交易机制，以及基于电气距离的分级过网费核算和多层级平衡机制。

主要观点

1. 新型电力系统构建
   新型电力系统以新能源为主体，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好和开放互动的特点。随着“双碳目标”的提出，配电网需适应高比例清洁能源和电气化负荷接入，推动系统运行机制的深刻变革。

2. 多元市场主体互动博弈
   配电网运行中存在多种主体，包括用户侧、电网侧和供给侧，它们之间存在供需不确定性、市场模式与交易机制的复杂性。研究分析了不同市场模式（中心化、弱中心化、完全分布式）下的运行优化策略及其性能特点，提出在不同阶段采用不同的市场机制。

3. 集中共享模式
   在集中共享模式下，协调者统一决策并制定内部电价，各主体在共享信息的基础上进行自治运行优化。该模式下系统经济效益较好，但风险成本较高，协调成本较低。

4. P2P分布式交易机制
   P2P交易机制通过信息发布、双边灵活磋商和余量市场集中撮合三个阶段，实现产消者之间的点对点交易。该机制在保护隐私的同时，提高了交易的灵活性和市场效率，有助于实现供需自平衡。

5. 电-碳耦合互动共享
   研究提出了基于分时碳计量的电-碳耦合共享机制，通过动态价格协调和耦合定价策略，促进楼宇群间的清洁能源共享，提升系统整体低碳水平。

6. 基于电气距离的分级过网费核算
   过网费的计算基于电气距离和网络边介数，采用Floyd算法求解最短路径，实现对不同产消者之间的交易成本精确核算。该方法能够引导产消者就近交易，减少网络损耗，提高交易的经济性和公平性。

7. 多层级平衡机制
   配电网运行优化中采用分层自治策略，建立从馈线级、变压器级到变电站级的多层级平衡机制。通过重构不同级别的联络开关和分段开关，实现局部自治与全局协调的有机结合，提升系统运行效率与可靠性。

关键信息

多类型市场主体

• 售电公司、微电网、智能楼宇、虚拟电厂等主体并存，形成复杂的市场交易环境。
• 各主体具有不同的运行目标和优化策略，如楼宇群的经济性、用户舒适度、电动汽车服务满意度等。

运行优化策略

• 集中共享模式：协调者统一决策，各主体信息共享，适用于当前阶段。
• P2P分布式模式：市场逐渐放开，各主体独立决策，通过分阶段交易实现供需平衡，适用于最终阶段。
• 分层自治重构运行：通过三级重构（馈线级、变压器级、变电站级）实现局部与全局的协同优化，提升系统灵活性和稳定性。

优化目标与模型

• 楼宇群的优化目标包括经济性、用户舒适度和电动汽车满意度，采用加权综合目标函数。
• 配电网运行优化目标为网络使用费收益最大化，同时降低网络损耗和设备调整成本。

电力交易机制

• P2P交易分为信息发布、双边磋商和集中撮合三个阶段，实现高效、灵活的能源交易。
• 交易过程中，各主体根据历史交易数据和自身偏好制定竞价策略，以实现最大利润和交易成功率的平衡。

重构级别识别双层模型

• 通过双层模型实现配电网重构级别识别，上层决策优先局部自治，下层进行多优化主体协同。
• 模型目标为最小化弃光和失负荷成本，决策变量包括不同层级的联络开关和分段开关状态。

总结

本文系统地分析了配电网在多元主体互动下的运行机制与优化策略，提出了集中共享与P2P分布式交易机制，并结合电气距离和网络边介数，设计了基于网络使用费的分级过网费核算方法。同时，构建了多层级平衡机制，通过分层自治重构运行策略提升配电网运行效率与可靠性。研究强调了在新型电力系统背景下，配电网需通过灵活的市场机制和高效的运行策略，实现清洁能源的高效利用与低碳运行。