基于合作博弈论的光伏微电网群交易模型-北极星储能网

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新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)、南方电网科学研究院的研究人员刘念、赵璟等，在2018年第8期《电工技术学报》上撰文指出，并网型光伏微电网直接与配电网交易是最常见的市场交易模式。

针对光伏微电网群，提出一种基于合作博弈论的市场交易模型，通过智能通信、控制系统实现光伏微电网群之间的部分信息共享，建立光伏微电网群的合作联盟，使有余电的微电网能量与缺电的微电网能量互用，提高联盟整体收益。

采用Shapley值法对联盟收益进行分配，并根据微电网所分收益大小提出一个实时交易结算规则，完成微电网与微电网、微电网与配电网的交易结算。仿真算例证明了该模型的有效性。

售电侧改革是电力体制改革的一个重要方面，电改文件指出拥有分布式电源的用户或者微电网系统可以独立参与电力交易[1]。在未来微电网用户作为一个单独主体会越来越多地参与到电力市场交易中，同时一个配电区域中往往会有多个微电网用户的存在，微电网用户既可以选择与配电网进行交易，也可以选择与其他微电网用户进行交易。

在这个市场交易的过程中，多个微电网之间有可能会形成合作联盟，在一个联盟中如何分配各个成员的利益，保证市场交易的公正性是一个重要问题。因此探索微电网与微电网、微电网与配电网之间的市场交易模式，有助于未来售电侧的市场形成，形成“多买方-多卖方”的市场格局。

随着光伏发电[2,3]及储能技术[4]的推广，光伏微电网在未来将会越来越多地接入到配电网中，目前对于光伏微电网的研究很多集中在能量管理[5-7]、系统优化[8-11]、控制保护[12,13]方面。

也有一些文献研究了分布式光伏的市场运营、经济分析：文献[14]针对工业光伏微网提出了一个实时运行优化策略，并研究了单位电能成本、投资回收期对投资决策的影响;文献[15]以微电网净收益最大为目标函数建立了分布式光伏余电上网的综合决策调度模型，评估了光伏容量及上网电价对微电网经济性的影响;文献[16]建立了分布式光伏发电的经济性评价流程，对统购统销、合同能源管理、自发自用三种运营模式进行了成本/效益分析;文献[17]从微电网-微电网之间要小于微电网-配电网之间能量流动时的线损角度出发，以线损率最低为目标建立一个微电网的博弈模型。

从现有研究成果来看，大部分关注的是单主体运行时的优化设计、经济分析，很少有文献研究光伏微电网集群下的市场运营，本文将着重对光伏微电网群的市场交易模型进行分析，提出多微电网之间的合作博弈模型，就微电网之间形成联盟的动力、收益分配、结算机制进行研究。

图1 光伏微电网群的系统结构

结论

本文针对售电侧市场化改革，提出了光伏微电网群的合作交易模型，应用Shapley值法对合作模型下各个微电网的收益进行分配，按照所提出的实时交易结算规则进行结算。通过理论与算例分析得到如下结论：

1)对于同一社区或园区的光伏微电网群，通过AMI来共享本地光伏、负荷功率等信息，余电微电网与缺电微电网之间存在“合作剩余”，双方有形成合作联盟的动力。

2)对比与配电网直接交易，合作模型下不仅能提高联盟整体总收益，利用Shapley值分配得到的各个微电网用户的收益也可以实现提高，余电微电网可以提高自己的收入，缺电微电网可以减少自身购电成本。

3)按照所提出的实时交易结算规则，可以保证联盟内不同用户之间以及与配电网之间的市场交易正确结算。

原标题：基于合作博弈论的光伏微电网群交易模型

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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