基于博弈论的虚拟电厂内部竞价机制研究

摘要

虚拟电厂(virtual power plants)能够实现多种分布式能源(Distributed EnergyResource，DER)的协调优化运行，解决了小规模DER对系统操作员不可见，难以真正参与电力系统的经济调度乃至电力市场竞争的问题。目前，关于虚拟电厂的研究还处于理论研究与前期试点的发展阶段，一般关注于对其外部整体特性与整体参与市场竞价机制的研究，而忽略了虚拟电厂内部协调策略，运行机制以及内部各DER个体利益的分析。在缺乏经济激励的条件下，特别是当虚拟电厂内部各DER属于不同投资主体时，难以真正实现集中调度与互补运行。因此，本文以虚拟电厂内部存在不同投资主体为背景，在深入分析VPP内在技术特性的基础上，着重考虑不同参与主体的多元利益需求，系统地研究了适用于该类VPP内部互补运行的市场机制，并在该机制的基础上提出了竞价模型。本文主要工作如下:
　　首先，依据不同功能、不同投资主体、不同控制结构对虚拟电厂进行划分，明确本文研究场景为多投资主体、采用分散控制结构的虚拟电厂;在此基础上，依据我国现有新能源政策与虚拟电厂核心概念中“聚合”“互补”的特点，提出了虚拟电厂内部市场运行机制，分析了该市场机制与大电网市场机制的区别，并分析了该机制的可行性。
　　其次，基于该市场机制与市场规则，以多种可控DG参与内部备用市场竞价获得最大收益为目标，构建不确定信息下基于博弈论的供应函数竞价模型，模型中考虑到市场初期信息缺失条件，同时包含随机和模糊2种不确定性变量，为构造竞标者的最优报价策略提供有效方法。
　　随后，针对模型既含有模糊变量又含有随机变量的特点，本文提出结合可信理论与随机模糊模拟技术的求解方法，简化模型求解。
　　最后，选取某多主体虚拟电厂为例对该市场机制与模型进行验证分析，分析不同市场参数变化对各DG竞价策略以及市场均衡的影响，并与非市场集中调度模式进行对比，算例结果表明该市场机制的合理性与竞价模型的有效性，为多种分布式能源规模化加入虚拟电厂互补运行机制提供参考意见。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 虚拟电厂研究现状

1．2．2 电力市场运行机制研究现状

1．2．3 电力市场竞价策略研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 虚拟电厂内部市场机制分析

2．1 虚拟发电厂的概念

2．2 虚拟发电厂的分类

2．2．1 按功能不同分类

2．2．2 按主体不同分类

2．2．3 按控制结构分类

2．3 多主体虚拟电厂内部市场交易机制框架

2．3．1 多主体虚拟电厂内部市场机制框架

2．3．2 多主体虚拟电厂内部市场机制的可行性分析

2．4 本章小结

第3章 基于博弈论的可控能源备用竞价模型

3．1 博弈论概述

3．1．1 博弈论的要素

3．1．2 博弈论分类

3．1．3 博弈论模型

3．2 完全信息下供应函数竞价模型

3．3 不确定信息下供应函数竞价模型

3．4 本章小结

第4章 基于可信性理论与随机模糊模拟技术的模型求解方法

4．1 可信性基本理论

4．2 随机模糊模拟技术

4．3 本文模型处理过程

4．4 本章小结

第5章 算例分析

5．1 算例描述

5．2 结果分析

5．2．1 不同参数估计对结果的影响

5．2．2 与VPP内部非市场均衡结果对比

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢