基于分布式可交易能源机制的光伏与储能联动产消者的市场运营策略丨Engineering

分布式能源（DER）的激增正在导致电力系统运行的范式转变。出于经济原因，房屋所有者越来越多地投资于住宅太阳能光伏（PV）和电池存储。然而 太阳能光伏发电和居民用能需求的不确定性对配电系统的安全运行提出了挑战 。利用分布式能源的灵活性来缓解潜在的拥塞和电压违规问题，被认为是一种有前途的经济解决方案，引起了全世界的关注。

可交易能源（TE）代表了以货币价值为唯一媒介的一组技术，可以促进智能设备的相互协调并平衡不同利益相关者的利益 。早期的TE技术主要是在假设消费者具有价格响应能力的基础上，将价格信号直接应用于电网服务的消费者，以减轻网络拥塞或不平衡现象，此种设计简单明了，但 消费者的反应并不可靠，可能会产生“回扣”（kick-back）效应 。

迄今为止，针对集电商或产消者经济运行的可交易能源技术研究主要针对集电商或产消者的运营模式与外部市场信号的交互，或双方的交互作用。因此， 缺少一个可以确保公正的操作、响应性、产消者的隐私以及避免违反电网运行安全约束的 ，且涵盖产消者、集电商和电网运营商利益的完整交互框架。由此， 丹麦技术大学杨光亚研究团队提出了解决上述问题的新型TE框架 （图1）。具体来说，这项工作的贡献可以分为以下几个方面：

（1）现有的TE研究大多基于开环机制，而本研究的工作具有闭环特征，并结合了一个架构，其中集电商、网络运营商和产消者的利益被考虑在内。该领域以前的工作没有相同的机制或模型。

（2）提出了一种创新的价格增量（PA）的概念并将其应用于所有产消者以激活响应，这可以避免在以前的工作中由于产消者所处的网络节点位置而使用动态关税引入的偏差。

（3）与部分研究中的模型相比，集电商的作用得到了进一步的阐明和增强。在研究中，集电商不仅是能源交易产消者的代理人和市场参与者，也是电网调度和产消者之间的中介，制定并传播PA到产消者。本研究提出的这种设置减轻了其他基于社区的市场中集电商的潜在繁重计算负担。

研究结果表明， 由于需要申报的用电计划的计算是在产消者层面解决的，因此，该模型具有很强的可扩展性。 对于涉及成千上万的产消者和许多集电商的大型配电系统，集电商的模型会更复杂，因为每个集电商都有它们各自的目标、变量和约束。然而，由于本研究提出的磋商过程是通过分布式方式解决的，过程中仅与系统运营商（DSO）进行价格交换，所以可扩展性得以保留。而每个集电商负责为其客户决定PA。

在实践中，产消者的灵活性可能不足以缓解电网问题。在这种情况下，设定TE框架的终止准则时可以在一定程度上放宽，而让DSO仍有空间使用其他控制方法来调节电压和拥塞问题。此外， 在TE框架中的DSO优化问题可以扩展到包含更多控制变量的配电网系统最优潮流问题 。

图1.  （a）本文提出的可交易能源框架；（b）光伏和储能产消者的家庭能源管理系统示意图。

关键词：需求侧管理；能源产销者；可交易能源；聚合商；电网安全性

以上内容来自：Peng Hou, Guangya Yang, Junjie Hu, Philip J. Douglass, Yusheng Xue. A Distributed Transactive Energy Mechanism for Integrating PV and Storage Prosumers in Market Operation [J]. Engineering, 2022, 12(5): 171-182.