CN108023349A - 一种多因子合同网可交易能源机制的实现方法 - Google Patents

一种多因子合同网可交易能源机制的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多因子合同网可交易能源机制的实现方法,适用于新电改背景下电力市场研究领域。在售电侧开放环境下,针对含高渗透率分布式能源配电网中越来越多拥有分布式能源的产消者和普通的电力消费者,构建可交易能源系统。并提出了一种多因子合同网可交易能源机制。通过实施该交易机制,实现了分布式能源的本地消纳。参与该机制的电力产消者和用户在可以获得更多收益的情况下保证自身的用电隐私安全。配电系统运营商也可以更好的维护配电系统的安全并且获得一定的收益。

Description

一种多因子合同网可交易能源机制的实现方法
技术领域
本发明涉及一种售电侧开放环境下含高渗透率分布式能源配电网中用户可以参与的电能交易机制的实现方法,适用于新电改背景下电力市场研究领域。
背景技术
近些年来,配电网中分布式能源渗透率不断增加。分布式能源出力的不确定性以及波动性给配电网的安全运行带来了很大的挑战,如何合理配置越来越多的分布式能源成为亟待解决的问题。随着电力改革的不断推进,尤其是新一轮的电力改革提出在发电侧开放的基础上进一步在售电侧开展有效竞争的背景下,电力市场交易成为充分利用,合理配置消纳分布式能源的重要手段。
可交易能源是为了应对电力需求侧越来越多的分布式能源和智能设备的环境而提出的新的电力交易机制。其目的是在含高渗透率分布式能源配电网中,通过市场化的方式,以经济信号引导用户进行实时,自治,分散化决策,实现分布式发电的消纳,进而实现系统实时动态稳定运行。GridWise Architecture Council定义可交易能源“是一套经济与控制机制,使整个电力基础设施使用“value”作为关键运行参数,来实现使电力供应与需求的动态平衡。在可交易能源系统中,分布式能源由它们所有者控制。参与主体考虑个体与整个系统的利益,根据经济激励,自愿参与电能供需平衡。
目前美国和欧洲已经提出了若干可交易能源方案,但是现有的可交易能源方案多是采用双向拍卖市场的方式,收集所有用户的投标,统一进行出清和调度。随着区域内分布式能源渗透率的不断增加以及考虑到分布式能源本身的独立性与分散性,这样的集中式方式将会产生高成本,低可靠性以及安全性问题。因此,必须依赖于新的交易机制方案,从而支持含高渗透率分布式能源配电网中电力交易低成本、高可靠、灵活运行。
发明内容
本发明针对上述现有技术所存在的不足之处,提出一种多因子合同网可交易能源的实现方法。建立分布式可交易能源系统架构,使用合同网协议来解决系统中多个主体之间的任务分发与协商,以较低的代价、较高的质量完成分布式任务。并通过多因子方法,来解决多个目标之间的冲突关系,寻求到全局最优的协调方案,实现了含高渗透率分布式能源配电网中电能的有效交易。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
本发明多因子合同网可交易能源机制的实现方法的特点是:
在售电侧开放下的含高渗透率分布式能源配电网环境中构建可交易能源系统,是将配电网中同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者作为交易节点和配电系统运营商一起构成可交易能源系统;交易节点内部的设备包括:分布式发电设备、普通负荷和柔性负荷,并由Agent控制,保证节点内部的供需平衡;所述分布式发电装置、普通负荷和柔性负荷由相应的底层Agent实现设备的状态测量、与交易Agent进行信息传输,以及对设备进行控制;由所述交易Agent负责管理节点内所有的设备,进行发电与负荷的预测,并且根据收集到的信息与可交易能源系统内其它交易节点和配电系统运营商根据基于多因子合同网的交易机制进行电能交易,下发任务给底层Agent,在交易结束后进行收益结算;
所述同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者包括家庭用户、智能小区、工业园区、建筑和虚拟电厂,所述底层Agent包括发电装置Agent、普通负荷Agent和柔性负荷Agent。
本发明多因子合同网可交易能源机制的实现方法的特点也在于:在所述可交易能源系统中,按如下步骤实现基于多因子合同网的交易机制:
步骤1:在第一次开启交易时,每一个交易节点首先初始化对其它节点的信任度因子T,T={Tij=0|i,j∈n},其中i,j代表可交易能源系统中不同的交易节点,n代表可交易能源系统中所有节点;每一个交易节点设置一个交易价格阈值Pmax,i,0<Pmax,i<1,所述交易价格阈值Pmax,i表示交易节点i可以接受的购买电能最大成本;
步骤2:根据交易节点内部预测得到的发电和负荷数据,将发电量小于用电量的节点作为招标节点,将发电量大于用电量的节点作为竞标节点;获得招标节点内部发电不足以支撑用电的时段t,并计划在t时段购买电能;招标节点内的交易Agent向可交易能源系统内竞标节点发布合同网协议,合同网协议包含的竞标任务为招标节点在t时段内需要购买的电能数量如果交易节点全部为招标节点或者竞标节点,则直接跳至步骤5;
步骤3:接收到招标任务的各竞标节点根据式(1)计算获得交易反馈因子TFF,以交易反馈因子TFF表示竞标节点可以提供交易的电能大小:
为竞标节点k在t时段中能够提供交易的电能大小;
为竞标节点k在t时段中的分布式发电设备的发电量,为竞标节点k在t时段中的负荷用电量;
为竞标节点k在t时段中柔性负荷可下调容量;
竞标节点k通过比较的大小确定是否参与竞标:
若是:则向招标节点回复“拒绝”的信息;
若否,则向招标节点回复“确认”的竞标信息,并将表示电能交易成本的交易激励因子TIF作为竞标参数发送给招标节点;
所述交易激励因子TIF由式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)和式(7)计算获得,所述电能交易成本包括分布式发电设备的发电成本CRES、需求响应中调度柔性负荷成本CDR、使用配电网络过网费Ctr,以及电能在交易节点间的传输损耗成本Clineloss
CDR=a×(Qori-Q)2 (3),
Ctr=m×Etr (4),
Clineloss=m×Eloss (5),
为分布式发电设备在发电周期的总发电成本,为分布式发电设备在发电周期的总发电量,ERES为交易的光伏电量;Qori为用户未参与需求响应时柔性负荷用电量,Q为用户参与需求响应后的柔性负荷用电量;a为用户对需求响应的敏感度系数;m为电能在配电网中的传输成本系数;Etr是在配电网中传输的电量;Eloss是通过潮流计算获得的传输损耗电量;C为交易节点的单位电力交易成本,Pretail为电力零售价格;
步骤4:接收到竞标信息的招标节点首先拒绝交易激励因子TIF大于交易价格阈值Pmax,i的节点来提高交易过程的效率;然后由接收到的竞标参数,根据式(8)进行计算,选择y值最小的竞标节点作为竞标胜出节点,并向竞标胜出节点发布合同确认命令并签订协议;
y=αTIF-βTij,α+β=1 (8),
α和β分别为交易激励因子和信任度因子的权重系数;
步骤5:当交易节点间的交易结束后,配电系统运营商确定整个可交易能源系统的供需是否平衡;若供需平衡,则进入步骤6;若供需不平衡,当系统的电能供应小于需求量,则根据偏差电量从电网以批发价格购买电能,以零售价格出售给交易节点;当系统的电能供应大于需求量,则从交易节点处以脱硫煤价格购买电能,并向电网销售,实现到供需平衡;
步骤6:招标节点监督竞标节点执行任务的情况,如果竞标节点成功完成任务,则根据式(9)更新信任度,若没有成功完成任务,则根据式(10)更新信任度;
Tijtdown、trise、v和一一对应为信任度因子、更新的信任度因子、惩罚因子、奖励因子、成功交易电能数量,以及未完成交易电能数量;设置:trise>tdown>0,以保证惩罚对降低信任度因子大小的影响大于奖励对增加信任度因子大小的影响;
本发明多因子合同网可交易能源机制的实现方法的特点也在于:在所述可交易能源系统中,交易主体获得的收益为:
含有分布式能源的用户首先通过使用自身的分布式能源,以较低的成本满足自身用电需求;在不能满足自身用电需求时,能够以发布合同网的方式从可交易能源系统内的其它节点处以低于从电网处购买电能的成本购买电能;利用可交易能源机制,实现分布式能源的本地消纳;建立可交易能源系统后,配电系统运营商减少了投资的配电线路的数量和设置的系统旋转备用容量,通过节约成本获得收益;节点间在进行电能交易时,配电系统运营商通过设置输配电价得到收益;为保障系统供需平衡,配电系统运营商通过从电网购买和售出电能,并与交易节点进行交易,赚取其中的差价获得收益;社会层面则是通过减少环境污染治理费用以及释放碳排放空间,实现产业结构良性发展获取长期可持续的收益以及通过提高能源利用效率,减缓能源衰退获得收益。
与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
1、本发明提出一种可交易能源系统架构,使用基于Agent控制结构,在节点内部实现对分布式能源控制与调度,在节点间,实现了信息的快速传输与交换;
2、本发明基于提出的可交易能源系统架构,给出了多因子合同网可交易能的实现方法;使用合同网协议来解决系统中多个交易节点之间交易任务的分发与协商问题,以较低的代价、较高的质量完成分布式的任务;通过多因子方法,解决了多个目标之间的冲突关系,帮助竞标节点选择交易对象,寻求到全局最优的协调方案,实现了高渗透分布式能源配电网中电能的快速,可靠交易;在交易过程中,节点之间只传输电能成本信息,并不涉及具体的用电信息,有效保护了用户的用电隐私安全;
3、本发明基于多因子合同网可交易能源机制的实现方法,可利用所提出交易机制给电力用户,配电系统运营商和社会带来更多的收益;
附图说明
图1为本发明中可交易能源系统架构图;
图2为本发明中所采用的交易机制流程图;
图3为本发明具体实施中可交易能源系统拓扑结构;
图4为本发明具体实施中交易节点光伏平均输出功率;
图5为本发明具体实施中交易节点负荷平均输出功率;
图6为本发明具体实施中交易节点和配电系统运营商的收益。
具体实施方式
本实施例中多因子合同网可交易能源机制的实现方法是:
在售电侧开放下的含高渗透率分布式能源配电网环境中构建可交易能源系统,是将配电网中同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者作为交易节点和配电系统运营商一起构成可交易能源系统;交易节点内部的设备包括:分布式发电设备、普通负荷和柔性负荷,并由Agent控制,保证节点内部的供需平衡;分布式发电装置、普通负荷和柔性负荷由相应的底层Agent实现设备的状态测量、与交易Agent进行信息传输,以及对设备进行控制;由交易Agent负责管理节点内所有的设备,进行分布式发电设备发电量与负荷用电量的预测,并且依据预测得到的数据与可交易能源系统内其它交易节点和配电系统运营商根据基于多因子合同网的交易机制进行电能交易,将任务下发给底层的分布式发电设备Agent和柔性负荷Agent;在交易结束后,交易Agent进行收益结算,可交易能源系统的架构图如图1所示。
同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者包括家庭用户、智能小区、工业园区、建筑和虚拟电厂,底层Agent包括发电装置Agent、普通负荷Agent和柔性负荷Agent。
根据可交易能源系统的构建原则,构建如图3所示的含有三个交易节点和一个配电系统运营商的可交易能源系统,并在仿真软件matlab中进行仿真,交易节点分别设置在IEEE 13节点配电网络中的645,632和671节点处,各交易节点的基础数据如表2所示。本实施例中,分布式发电设备为分布式光伏发电设备,三个交易节点中,交易节点1和交易节点2含有光伏和普通负荷,分别由节点内的发电Agent和普通负荷Agnet控制;交易节点3含有光伏、普通负荷以及可以参与需求响应具有可调度容量的柔性负荷,其中柔性负荷由相应的柔性负荷Agent负责;三个交易节点内分别设有一个交易Agent用来预测发电和负荷数据,发布和参与合同网以及进行多因子计算,并且下发竞标任务给下层Agent,实现节点之间的交易。在系统中,配电系统运营商负责管理三个交易节点,计算系统中的潮流,并且通过与大电网和各交易节点进行交易,使得这个可交易能源系统保持实时供需平衡,保证可交易能源系统的稳定性。
本实施例中,在可交易能源系统中,按如下步骤实现基于多因子合同网的交易机制,交易机制流程图如图2所示:
步骤1:在第一次开启交易时,每一个交易节点首先开启初始化程序,初始化对其它节点的信任度因子T,T={Tij=0|i,j∈n},其中i,j代表可交易能源系统中不同的交易节点,n可交易能源系统中所有节点。每一个交易节点设置一个交易价格阈值Pmax,i,0<Pmax,i<1,交易价格阈值Pmax,i表示交易节点i可以接受的购买电能最大成本,本实施例中将交易价格阈值设置为0.9,在实际应用中根据节点的实际情况由节点中设备的所有者进行设置。
步骤2:根据交易节点内部的历史数据预测得到的发电和负荷数据,如图4和图5所示,将发电量小于用电量的节点作为招标节点,将发电量大于用电量的节点作为竞标节点;获得招标节点内部发电不足以支撑用电的时段t,并计划在t时段购买电能;招标节点内的交易Agent向可交易能源系统内竞标节点发布合同网协议,合同网协议包含的竞标任务为招标节点在t时段内需要购买的电能数量如果交易节点全部为招标节点或者竞标节点,则直接跳至步骤5,与DSO进行交易;在仿真中的t=1,2,3,4,5,6,7,8时段,由于交易节点1,2,3内部的发电量都不足以支撑用电量,需要购买电能,此时不存在招标节点,不开启合同网,跳至步骤5,由各个节点的交易Agent向DSO发布请求,DSO从电网以批发价格购电,再以零售价格出售给交易节点1,2,3;在t=14,交易节点2需要购买电能,作为招标节点向竞标节点1和竞标节点3发布合同网协议,合同网协议包含的竞标任务为节点需要购买的消除用电偏差的电能数量Pbuy=19.4550kWh。
步骤3:接收到招标任务的各竞标节点根据式(1)计算获得交易反馈因子TFF,以交易反馈因子TFF表示竞标节点可以提供交易的电能大小:
为竞标节点k在t时段中能够提供交易的电能大小;
为竞标节点k在t时段中的分布式发电设备的发电量,为竞标节点k在t时段中的负荷用电量;
为竞标节点k在t时段中柔性负荷可下调容量;
竞标节点k通过比较的大小确定是否参与竞标:
若是:则向招标节点回复“拒绝”的信息;若否,则向招标节点回复“确认”的竞标信息,并将表示电能交易成本的交易激励因子TIF作为竞标参数发送给招标节点。
交易激励因子TIF由式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)和式(7)计算获得,电能交易成本包括分布式发电设备发电成本CRES、需求响应中调度柔性负荷成本CDR、使用配电网络过网费Ctr,以及电能在交易节点间的传输损耗成本Clineloss,仿真参数的取值如表1所示;t=14时,接收到招标任务的交易节点1和3,根据式(1)计算得到可以交易的电量分别为14.435kWh和42.1186kWh。由于交易节点1的TFF<Pbuy,所以发送“拒绝”消息给交易节点2,不参与竞标;交易节点3参与竞标,并根据(2)(3)(4)(5)(6)(7)计算代表电能交易成本的交易激励因子,计算得到TIF=0.7386,由节点的交易Agent回复“确认”的消息以及将TIF作为竞标参数发送给招标节点2。
CDR=a×(Qori-Q)2 (3),
Ctr=m×Etr (4),
Clineloss=m×Eloss (5),
为分布式发电设备在发电周期的总发电成本,为分布式发电设备在发电周期的总发电量,ERES为交易的光伏电量;Qori为用户未参与需求响应时柔性负荷用电量,Q为用户参与需求响应后的柔性负荷用电量;a为用户对需求响应的敏感度系数;m为电能在配电网中的传输成本系数;Etr是在配电网中传输的电量;Eloss是通过潮流计算获得的传输损耗电量;C为交易节点的单位电力交易成本,Pretail为电力零售价格。
步骤4:接收到竞标信息的招标节点首先拒绝交易激励因子TIF大于交易价格阈值Pmax,i的节点来提高交易过程的效率;然后由接收到的竞标参数,根据式(8)进行计算,选择y值最小的竞标节点作为竞标胜出节点,并向竞标胜出节点发布合同确认命令并签订协议。交易节点2接收到竞标确认消息,由于TIF=0.7386<Pmax,i=0.9满足小于交易节点2所设置最大阈值的要求,招标节点因此接收竞标节点3的竞标请求,并计算得到y=0.6643,由于交易节点3为唯一竞标者,所以选择交易节点3作为竞标胜出者,签订协议,并且监督交易节点3完成任务。
y=αTIF-βTij,α+β=1 (8),
α和β分别为交易激励因子和信任度因子的权重系数。
步骤5:当交易节点间的交易结束后,配电系统运营商确定整个可交易能源系统的供需是否平衡;若供需平衡,则进入步骤6;若供需不平衡,当系统的电能供应小于需求量,则根据偏差电量从电网以批发价格购买电能,以零售价格出售给交易节点;当系统的电能供应大于需求量,则从交易节点处以脱硫煤价格购买电能,并向电网销售,实现到供需平衡;当t=14时段交易节点间的交易结束后,配电系统运营商计算该时段可交易能源系统有37.0966kWh的偏差电量,所以开启交易,与有多余电能的交易节点进行电能交易,并将多余的电量出售给电网。
步骤6:招标节点监督竞标节点执行任务的情况,如果竞标节点成功完成任务,则根据式(9)更新信任度,若没有成功完成任务,则根据式(10)更新信任度。
作为招标节点的交易节点1根据作为竞标节点的交易节点3的执行情况,判断交易节点3完成了合同中规定的电能交易任务,因此根据公式(9)更新对交易节点3的信任度,交易节点3的信任度从0增加为5.921369629839661e-04;
Tijtdown、trise、v和一一对应为信任度因子、更新的信任度因子、惩罚因子、奖励因子、成功交易电能数量,以及未完成交易电能数量;设置:trise>tdown>0,以保证惩罚对降低信任度因子的影响大于奖励对增加信任度因子的影响。
本实施例中多因子合同网可交易能源机制的实现方法在可交易能源系统中,交易主体获得的收益为:
含有分布式能源的用户首先通过使用自身的分布式能源,以较低的成本满足自身用电需求;在不能满足自身用电需求时,能够以发布合同网的方式从可交易能源系统内的其它节点处以低于从电网处购买电能的成本购买电能;利用可交易能源机制,实现分布式能源的本地消纳;建立可交易能源系统后,配电系统运营商减少了投资的配电线路数量和设置的系统旋转备用容量,通过节约成本获得收益;节点间在进行电能交易时,配电系统运营商通过设置输配电价得到收益;为保障系统供需平衡,配电系统运营商通过从电网购买和售出电能,并与交易节点进行交易,赚取其中的差价获得收益;社会层面则是通过减少环境污染治理费用以及释放碳排放空间,实现产业结构良性发展获取长期可持续的收益以及通过提高能源利用效率,减缓能源衰退获得收益。由于社会收益和配电系统运行商通过减少投资的配电线路数量和设置的系统旋转备用容量节约成本获得的收益无法在仿真中定量进行评估,本实施例中的收益仅考虑交易节点中用户以及配电系统运营商在交易过程中获得的收益;仿真得到可交易能源系统中交易节点1,2,3以及配电系统运营商在一天中24个时段的总收益分别为199.9668元,179.5401元,459.968元和486.1859元,如图6所示;
表1、仿真参数
参数
光伏使用周期(年) 25
光伏电池板成本(元/瓦) 3
脱硫煤电价(元/千瓦时) 0.4568
光伏发电补贴(元/千瓦时) 0.42
零售电价(元/千瓦时) 0.677
传输成本系数(元/千瓦时) 0.1
功率因数 0.9
交易激励因子权重系数 0.9
信任度因子权重系数 0.1
表2、各交易节点基础数据
交易节点 光伏容量 典型日最大负荷
交易节点1 150kW 120.2kW
交易节点2 120kW 120.1kW
交易节点3 210kW 189.3kW
上述以一个包含三个节点的可交易能源系统为例,对多因子合同网可交易能源机制的实现方法进行阐述,所提出可交易能源机制可以给用户和配电系统运营商和社会带来更多的收益,并保证系统安全和经济的运行;仿真结果证明了本发明的可行性和实用性。

Claims (3)

1.一种多因子合同网可交易能源机制的实现方法,其特征在于:
在售电侧开放下的含高渗透率分布式能源配电网环境中构建可交易能源系统,是将配电网中同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者作为交易节点和配电系统运营商一起构成可交易能源系统;交易节点内部的设备包括:分布式发电设备、普通负荷和柔性负荷,并由Agent控制,保证节点内部的供需平衡;所述分布式发电装置、普通负荷和柔性负荷由相应的底层Agent实现设备的状态测量、与交易Agent进行信息传输,以及对设备进行控制;由所述交易Agent负责管理节点内所有的设备,进行发电与负荷的预测,并且根据收集到的信息与可交易能源系统内其它交易节点和配电系统运营商根据基于多因子合同网的交易机制进行电能交易,下发任务给底层Agent,在交易结束后进行收益结算;
所述同一电压等级的一条配电线路上的电力产消者和消费者包括家庭用户、智能小区、工业园区、建筑和虚拟电厂,所述底层Agent包括发电装置Agent、普通负荷Agent和柔性负荷Agent。
2.根据权利要求1所述的多因子合同网可交易能源机制的实现方法,其特征在于:在所述可交易能源系统中,按如下步骤实现基于多因子合同网的交易机制:
步骤1:在第一次开启交易时,每一个交易节点首先初始化对其它节点的信任度因子T,T={Tij=0|i,j∈n},其中i,j代表可交易能源系统中不同的交易节点,n代表可交易能源系统中所有节点;每一个交易节点设置一个交易价格阈值Pmax,i,0<Pmax,i<1,所述交易价格阈值Pmax,i表示交易节点i可以接受的购买电能最大成本;
步骤2:根据交易节点内部预测得到的发电和负荷数据,将发电量小于用电量的节点作为招标节点,将发电量大于用电量的节点作为竞标节点;获得招标节点内部发电不足以支撑用电的时段t,并计划在t时段购买电能;招标节点内的交易Agent向可交易能源系统内竞标节点发布合同网协议,合同网协议包含的竞标任务为招标节点在t时段内需要购买的电能数量如果交易节点全部为招标节点或者竞标节点,则直接跳至步骤5;
步骤3:接收到招标任务的各竞标节点根据式(1)计算获得交易反馈因子TFF,以交易反馈因子TFF表示竞标节点可以提供交易的电能大小:
<mrow> <msubsup> <mi>TFF</mi> <mi>k</mi> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mi>S</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>LD</mi> <mi>k</mi> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>R</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
为竞标节点k在t时段中能够提供交易的电能大小;
为竞标节点k在t时段中的分布式发电设备的发电量,为竞标节点k在t时段中的负荷用电量;
为竞标节点k在t时段中柔性负荷可下调容量;
竞标节点k通过比较的大小确定是否参与竞标:
若是:则向招标节点回复“拒绝”的信息;
若否,则向招标节点回复“确认”的竞标信息,并将表示电能交易成本的交易激励因子TIF作为竞标参数发送给招标节点;
所述交易激励因子TIF由式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)和式(7)计算获得,所述电能交易成本包括分布式发电设备的发电成本CRES、需求响应中调度柔性负荷成本CDR、使用配电网络过网费Ctr,以及电能在交易节点间的传输损耗成本Clineloss
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CDR=a×(Qori-Q)2 (3),
Ctr=m×Etr (4),
Clineloss=m×Eloss (5),
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为分布式发电设备在发电周期的总发电成本,为分布式发电设备在发电周期的总发电量,ERES为交易的光伏电量;Qori为用户未参与需求响应时柔性负荷用电量,Q为用户参与需求响应后的柔性负荷用电量;a为用户对需求响应的敏感度系数;m为电能在配电网中的传输成本系数;Etr是在配电网中传输的电量;Eloss是通过潮流计算获得的传输损耗电量;C为交易节点的单位电力交易成本,Pretail为电力零售价格;
步骤4:接收到竞标信息的招标节点首先拒绝交易激励因子TIF大于交易价格阈值Pmax,i的节点来提高交易过程的效率;然后由接收到的竞标参数,根据式(8)进行计算,选择y值最小的竞标节点作为竞标胜出节点,并向竞标胜出节点发布合同确认命令并签订协议;
y=αTIF-βTij,α+β=1 (8),
α和β分别为交易激励因子和信任度因子的权重系数;
步骤5:当交易节点间的交易结束后,配电系统运营商确定整个可交易能源系统的供需是否平衡;若供需平衡,则进入步骤6;若供需不平衡,当系统的电能供应小于需求量,则根据偏差电量从电网以批发价格购买电能,以零售价格出售给交易节点;当系统的电能供应大于需求量,则从交易节点处以脱硫煤价格购买电能,并向电网销售,实现到供需平衡;
步骤6:招标节点监督竞标节点执行任务的情况,如果竞标节点成功完成任务,则根据式(9)更新信任度,若没有成功完成任务,则根据式(10)更新信任度;
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Tijtdown、trise、v和一一对应为信任度因子、更新的信任度因子、惩罚因子、奖励因子、成功交易电能数量,以及未完成交易电能数量;设置:trise>tdown>0,以保证惩罚对降低信任度因子大小的影响大于奖励对增加信任度因子大小的影响。
3.根据权利要求1所述的多因子合同网可交易能源机制的实现方法,其特征在于:在所述可交易能源系统中,交易主体获得的收益为:
含有分布式能源的用户首先通过使用自身的分布式能源,以较低的成本满足自身用电需求;在不能满足自身用电需求时,能够以发布合同网的方式从可交易能源系统内的其它节点处以低于从电网处购买电能的成本购买电能;利用可交易能源机制,实现分布式能源的本地消纳;建立可交易能源系统后,配电系统运营商减少了投资的配电线路的数量和设置的系统旋转备用容量,通过节约成本获得收益;节点间在进行电能交易时,配电系统运营商通过设置输配电价得到收益;为保障系统供需平衡,配电系统运营商通过从电网购买和售出电能,并与交易节点进行交易,赚取其中的差价获得收益;社会层面则是通过减少环境污染治理费用以及释放碳排放空间,实现产业结构良性发展获取长期可持续的收益以及通过提高能源利用效率,减缓能源衰退获得收益。
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