【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

本文探讨了在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下，配电网运行面临多元主体互动博弈与分层自治运行优化的挑战。重点分析了在特大型城市配电网中，由于高比例清洁能源接入和电气化负荷增长，传统配电网运行模式已无法满足系统需求，需要引入新的运行优化策略。

主要观点

• 新型电力系统：新能源将成为装机和电量主体，推动电力系统向清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动方向发展。
• 多元主体互动：随着电力市场的发展，配电网中将出现售电公司、微电网、智能楼宇、虚拟电厂等多类型市场主体，形成复杂互动关系。
• 运行模式演变：配电网运行模式将经历从集中式运行调度到弱中心化、再到完全分布式的发展过程，运行机制需适应市场变化。
• P2P交易机制：点对点交易机制能够实现产消者之间的高效、安全、隐私保护的交易，提高市场效率与用户满意度。
• 电-碳耦合互动：引入分时碳计量和电碳耦合定价机制，促进楼宇群间的能源共享与碳排放协调，提升系统低碳运行水平。
• 分层自治重构：通过分层自治运行管理，实现从馈线级到变电站级的多层级平衡机制，提升配电网运行灵活性与可靠性。

关键信息

配电网运行与市场发展

• 配电网是电力市场改革的重点环节，其复杂性增加，需应对供需不确定性、市场模式变化等。
• 配电网需承担运行管理责任，同时需与多主体进行协同优化。

P2P分布式交易机制

• P2P交易分为三个阶段：信息发布、双边灵活磋商、余量市场集中撮合。
• 各产消者根据历史交易信息制定竞价策略，以实现自身利益最大化。
• 通过优化模型和价格机制，实现交易成功率与经济效益的平衡。

多主体间互动博弈共享

• 集中共享模式：协调者统一决策，各主体信息共享，系统经济效益最佳，但协调成本高。
• 弱中心化模式：协调者匹配供需关系，各主体独立决策，信息共享程度较低，系统协调成本较低。
• 完全分布式模式：市场完全自由竞争，各主体自治运行，协调成本高，但系统经济效益最差。

电-碳耦合互动共享

• 楼宇群通过电-碳耦合决策模型优化运行方案，实现能源与碳排放的协同管理。
• 光伏楼宇、工业楼宇、农业楼宇分别具有不同的用能特征和碳排放特性，需灵活调整用能计划。
• 电碳共享价格机制有助于促进楼宇间的能源互补与低碳运行。

基于电气距离的过网费核算

• 过网费的计算需考虑电气距离，采用Floyd算法求解最短路径，实现分级过网费的合理分配。
• 通过分时碳计量和奖惩机制，提高楼宇群间清洁能源共享的潜力。
• 过网费的合理分配能够引导产消者就近交易，减少网络损耗。

配电网分层自治重构运行

• 配电网重构分为馈线级、变压器级和变电站级，分别对应不同的调节范围与优化目标。
• 重构级别识别双层模型确保在负荷可靠供电与光伏消纳的前提下，实现分层优化。
• 下层优化目标为弃光、失负荷成本最小，上层目标为实现全网最小成本，同时优先局部自治。

多微网系统优化调度

• 多微网系统通过双层优化调度，实现交易与运行的协调。
• 信息层负责微网间及微-配间的信息交互，经济层负责交易优化，物理层负责能量传输与配网安全运行。

结论

本文提出了一种基于多元主体互动博弈与分层自治运行优化的配电网管理方法，旨在应对新能源大规模接入、电力市场开放等带来的复杂挑战。通过P2P交易机制、电-碳耦合互动、基于电气距离的过网费核算、以及分层自治重构策略，有效提升了配电网运行的灵活性、经济性与低碳性，为新型电力系统的构建提供了理论与实践支持。