[发明专利]一种考虑低碳经济的多微网合作联盟交易方法

说明书

本发明公开了一种考虑低碳经济的多微网合作联盟交易方法包括：构建多微网合作联盟交易的框架，建立多微网合作联盟的低碳经济优化运行目标，建立多微网合作联盟内部的单个微网模型，多微网合作联盟优化运行时需要满足微网间的电能共享平衡约束，采用Shapley分配法将多微网合作联盟产生的收益在所有多微网合作联盟成员间进行公平分配。本发明提供的方法可实现多微网内部资源合理共享，提升多微网合作联盟微网整体经济效益、减少多微网合作联盟整体碳排放。

技术领域

本发明涉及电力市场的能量交易的技术领域，尤其涉及一种考虑低碳经济的多微网合作联盟交易方法。

背景技术

近年来风电、光伏、储能、微型燃气轮机等多类分布式资源的快速发展，微网成为了集成利用分布式资源，满足区域本地能源需求并减少碳排放的有效途径。而随着微网内部分布式发电资源装配容量的增加，微网慢慢从单纯的消费者转变为既能消费电能又能出售电能的产消者。而《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》的发布预示着售电侧开放程度的不断提高，这意味着微网作为一种产消者主体也将能够自主参与电力市场的能量交易来从中获得收益。但是，单个微网在集成分布式资源、消纳清洁能源以及降低能源系统碳排放方面仍存在一定局限性，且同一配电区域内可能存在多个微网主体，他们在能源交易过程中可以形成联盟来获取更多利益。如何制定合适的联盟运行策略，实现多微网内部资源合理共享以提升联盟微网整体经济效益、减少联盟整体碳排放，值得深入研究。

目前，国内外已有许多关于单个微网优化运行的研究。有研究将交直流混合风力发电系统与孤立的海岛微网相结合，提出了一种适用于海岛独立微网系统的优化调度策略；计及系统运行成本、碳排放量，建立了综合能源微网系统的多目标优化模型；计及风光不确定性，建立了一种微网的经济风险博弈模型，并定量分析了不确定性对微网优化运行的影响；基于区块链技术，设计了一种微网电力市场框架并对微网电力市场的优化调度进行了研究。有研究考虑微网同时参与日前能量市场、实时能量市场以及碳交易市场的情况，计及电价和光伏出力不确定性，建立了一种微网两阶段鲁棒优化调度模型。但是上述文献仅针对单个微网的优化调度，没有考虑到多个微网主体之间合作联盟参与能源交易和优化调度的情况。

当一个配电区域内存在多个微网时，微网间的合作联盟与能源共享往往能使各个微网获得比他们单独运行时更多的利益。因此，近年来部分学者开始对多微网的合作协调运行进行研究。有研究提出了一种基于改进纳什一家方法的多微网交易机制，对微网合作获得的收益进行合理分配；还有研究提出一种考虑储能设备共同参与多微电网优化运行的方法；更有研究基于分布式能源管理算法，建立了包含实时电价的多微网非团队博弈模型，用以有效协调实现微电网之间的能量均衡；基于交替乘子法与Shapley分配法提出了一种多维网联合经济调度模型；在多微网综合能源系统中考虑主体间的电能交互，基于谈判博弈方法提出了一种多微网综合能源系统多目标联合优化配置策略；有研究针对联合多微网与配电网的拓扑架构，建立了该种系统拓扑下的鲁棒经济优化调度模型。但是，上述针对多微网系统的优化调度、优化配置研究中，均为计及多微网系统的碳排放，未考虑碳排放给多微网系统带来的隐藏成本。

降低碳排放量是应对全球气候问题的重要途径，我国更是做出了“力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”的重要承诺，而我国电力行业每年碳排放量占全国总碳排放量的40％。基于以上背景与目前多微网协调运行存在的问题，本文考虑多微网系统的温室气体排放成本，建立了一种考虑低碳与经济的多微网合作联盟交易模型。首先构建了多微网合作联盟交易的框架，计及温室气体排放成本，建立了多微网形成联盟后的优化运行目标。然后建立了联盟内部单个微网模型，联盟优化运行时需要满足每个微网内部的约束。采用Shapley分配法对联盟运行所得收益进行公平分配，促进微网合作联盟的健康发展。最后通过三个微电网的合作联盟运行验证了所提模型对减少微网群温室气体排放与提升微网群经济性的有效性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。