促进用户侧能源转型的区域能源定价与管理策略

发布时间：2021-09-30 17:35

　　用户侧能源转型以终端电能替代和分布式可再生能源开发利用为主要途径,能够促进能源系统向清洁、低碳方向发展。在促进用户侧能源转型的背景下,研究了含多个决策主体的区域能源定价与管理策略。首先基于Stackelberg博弈提出了多主体交互的区域能源定价与管理机制。然后,基于用户收益对有限理性用户的激励特性,构建了包含能源供应者（ES）与多个用户代理（UA）的双层优化决策模型。在所构建的模型中,上层ES确定从能源生产者处购能的策略、所拥有设备的运行状态和能源价格,决策目标是出售能源的利润最大与出售化石能源的惩罚成本最小;下层各个UA分别根据能源价格配置电能替代设备,并调整用能策略,决策目标是各自投资与用能成本最低。接着,应用KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件以及强对偶理论、增量法、互补松弛条件转化方法,将非凸非线性的双层优化问题转化为单层的混合整数线性规划问题。最后,以某含有居民取暖热负荷、工业热负荷、燃油汽车和光伏发电资源的区域为例,说明所提策略的可行性与有效性。 

【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(16)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

区域能源系统的物理结构与能量流动

ES采用优化方法确定的电能与燃煤价格如图3和表1所示，制定的燃油价格为937.5元/（MW·h）。总体而言，ES制定的电价峰值低于区域外的电价峰值，以此激励UA使用电能替代燃煤与燃油，降低销售化石能源的惩罚成本；为保障售能利润，ES制定的电价谷值则高于区域外的电价谷值。此外，由于冬夏时令的变化会导致负荷时移，不同季节的电价曲线轮廓在时间上相差1 h。如图3(a）所示，在各个场景中，ES在夏季9～18 h的时段内均制定了较低的电价，该时段与UA1的热负荷峰值同期，进而可激励UA1投资电热锅炉替代原有的煤炉。其中，场景1与场景3的电价曲线轮廓相似，这是因为夏季的UA2热负荷较小，对能源价格的影响有限；场景4与场景5的电价水平略高于场景1与场景3，这是因为在UA3和UA4采取能源转型措施后，区域整体的用电量增大，ES提高了电价水平以获取更多的售能利润。

冬季的电能生产与消耗特性如图6(b）所示。UA1在电价引导下，配置了用能经济性更好的电热锅炉，同时也在电价较高的时段（11～14 h）消耗了大量燃煤，煤炉供热量占比降至61.2%。UA2配置了用能经济性更好的集中供热设备，煤炉的供热量占比降至46.3%。3.2.3 用户有限理性影响分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]含电转气的热电联产微网电/热综合储能优化配置[J]. 赵冬梅,夏轩,陶然.  电力系统自动化. 2019(17)
[2]考虑资源相关性和不确定性的负荷需求响应决策研究[J]. 宋杰,陈振宇,杨阳,张凯恒,张卫国,朱庆,徐青山.  电力建设. 2019(06)
[3]基于主从博弈的工业园区综合能源系统互动优化运行方法[J]. 周长城,马溪原,郭晓斌,雷金勇.  电力系统自动化. 2019(07)
[4]含电动汽车和电转气的园区能源互联网能源定价与管理[J]. 李媛,冯昌森,文福拴,王珂,黄裕春.  电力系统自动化. 2018(16)
[5]关于能源转型分析的评述 (一)转型要素及研究范式[J]. 舒印彪,薛禹胜,蔡斌,韩建国,凌文,陈新宇,M.B.MCELROY.  电力系统自动化. 2018(09)
[6]天然气网络和电源、电网联合规划的方法研究[J]. 胡源,别朝红,李更丰,丁涛,连浩然.  中国电机工程学报. 2017(01)
[7]基于主从博弈策略的社区能源互联网分布式能量管理[J]. 马丽,刘念,张建华,王程,侯义明.  电网技术. 2016(12)
[8]计及舒适度的家庭能源中心运行优化模型[J]. 张华一,文福拴,张璨,孟金岭,林国营,党三磊.  电力系统自动化. 2016(20)



本文编号：3416349