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近年来,随着大量分布式电源、储能设备、电动汽车(Electric Vehicles,EV)、微网接入配电网,传统配电网出现潮流由单向流动变为双向、线路容量不能满足要求、运营控制策略无法适应新环境,为此,主动配电网(Active Distribution Network, ADN)应运而生。分布式能源出力的强间歇性以及大量EV无序充电对ADN的优化调度带来新的挑战。同时ADN系统中的利益主体都有追求自身利益最大化的权利,每个利益主体的收益都受到其他利益主体决策变量的影响,针对因利益主体不同而出现的非合作特性,迫切需要制定考虑多利益主体参与下的ADN优化调度策略,而博弈论正是研究多决策主体间利益冲突的有效手段。
本文以EV及微网为切入点,分别研究了EV车主作为价格接受者参与ADN以及多微网参与市场竞价的ADN优化调度。具体研究内容如下:
(1)电动汽车作为配网需求侧最为重要的主动负荷,功率需求随电价变化是其重要特点之一。随着入网的电动汽车规模增加,为了实现电网与车主的双赢不仅要考虑其无序充放电对电网负荷的影响,还要计及双方的成本。基于以上原因,建立了ADN与电动汽车主从博弈模型。上层以配网运行成本最低为目标,通过合理的电价及激励策略引导电动汽车充放电,并协调优化分布式电源及储能。下层基于贪心策略进行两阶段优化,先以分时电价下充放电成本最低为目标优化充放电策略,在收益不减的约束下,最大化电网对缩小负荷波动给予的激励调整策略。通过改进的IEEE33节点算例分析表明,该模型在双方利益最大化的同时极大的缩小了负荷峰谷差,避免了大量电动汽车充电引起新的高峰。
(2)随着售电侧市场放开,研究多个微电网参与市场竞价环境下的ADN优化调度具有重要意义。由此建立基于多微网竞价的多主单从博弈模型:上层微网运营商先以自身收益最大上报售电电价。下层主动配电系统运营商考虑用户侧需求响应,以自身总成本最低实现市场出清及各微网的调度出力。以改进的IEEE33节点算例,通过遗传算法与gurobi求解器迭代获得该模型纳什均衡解。算例分析表明,该策略在保证ADN及需求侧用户利益的基础上实现微网利润最大化,提高了微网参与配电市场交易的积极性。
本文以EV及微网为切入点,分别研究了EV车主作为价格接受者参与ADN以及多微网参与市场竞价的ADN优化调度。具体研究内容如下:
(1)电动汽车作为配网需求侧最为重要的主动负荷,功率需求随电价变化是其重要特点之一。随着入网的电动汽车规模增加,为了实现电网与车主的双赢不仅要考虑其无序充放电对电网负荷的影响,还要计及双方的成本。基于以上原因,建立了ADN与电动汽车主从博弈模型。上层以配网运行成本最低为目标,通过合理的电价及激励策略引导电动汽车充放电,并协调优化分布式电源及储能。下层基于贪心策略进行两阶段优化,先以分时电价下充放电成本最低为目标优化充放电策略,在收益不减的约束下,最大化电网对缩小负荷波动给予的激励调整策略。通过改进的IEEE33节点算例分析表明,该模型在双方利益最大化的同时极大的缩小了负荷峰谷差,避免了大量电动汽车充电引起新的高峰。
(2)随着售电侧市场放开,研究多个微电网参与市场竞价环境下的ADN优化调度具有重要意义。由此建立基于多微网竞价的多主单从博弈模型:上层微网运营商先以自身收益最大上报售电电价。下层主动配电系统运营商考虑用户侧需求响应,以自身总成本最低实现市场出清及各微网的调度出力。以改进的IEEE33节点算例,通过遗传算法与gurobi求解器迭代获得该模型纳什均衡解。算例分析表明,该策略在保证ADN及需求侧用户利益的基础上实现微网利润最大化,提高了微网参与配电市场交易的积极性。