2023年 第45卷 第11期    刊出日期：2023-11-25

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规划与调度决策

基于主从博弈的储能电站协同源荷消纳新能源调控策略

杜预则, 董海鹰

2023, 45(11):  1-9.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.001

摘要 ( 84 )   HTML ( 9 )   PDF (1190KB) ( 174 )  

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随着我国“双碳”目标的提出，新能源发电量大幅提升，为提高风光消纳率，引入虚拟电厂（VPP）运营商、负荷聚合商（LA）和储能电站（ESS），提出了一种基于主从博弈的储能电站协同源荷消纳新能源调控策略。将独立运行的VPP运营商作为上层领导者，具备需求响应能力的双向产消LA作为下层跟随者，通过上下层间价格和用能策略的博弈，实现新能源消纳和源荷储收益共赢。算例分析表明：源荷储三方在实时电、热价博弈机制下能够实现共赢并有效提高新能源消纳水平；引入ESS平抑了负荷和新能源出力波动，既提高了源侧VPP供能收益，又在保证荷侧用能满意度的前提下降低了LA的用电成本，提高了用户的需求响应能力和系统的风光上网空间。模型采用分布式遗传联合二次规划（GA-QP）算法进行求解，具有良好的收敛速度和效果，同时能够保护博弈各方的数据隐私。

基于数据驱动的高比例新能源配电网无功优化算法

林泓宏, 余涛, 张桂源, 张孝顺

2023, 45(11):  10-19.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.002

摘要 ( 84 )   HTML ( 8 )   PDF (2524KB) ( 134 )  

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随着大量分布式新能源接入配电网，其电能损耗和节点电压偏差增大等问题愈发严重，仅依赖安装无功补偿设备、改变传统发电机机端电压等手段已无法满足高比例新能源配电网的高调节性能需求。为此，研究深度挖掘不同种类新能源对于配电网的无功调控潜力，详细分析了目标函数以及约束条件的设置，规划了基于数据驱动的无功调控算法流程，实现了合理调节配电网的节点电压与降低配电线路电能损耗的目标。首先，构建了高比例新能源参与配电网无功优化的数学模型，并应用多种智能算法求解。随后，采用多种算法得到的无功调控策略作为深度学习长短期记忆（LSTM）神经网络的训练数据，通过训练的网络在此类模型下可以预测得到优质的、高效率的无功调控策略。最后，利用IEEE 14与IEEE 33节点算例验证了所提算法的有效性和优化性能。

新型主动配电网智能规划与决策技术研究综述

吴雪琼, 夏栋

2023, 45(11):  20-26.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.003

摘要 ( 93 )   HTML ( 7 )   PDF (921KB) ( 267 )  

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随着新型电力系统加速构建，主动可再生分布式能源日益普及，无源配电网正迅速转变为有源配电网，但可再生电源具有间歇性和不可控性，大量可再生能源的渗透给网络的安全可靠运行带来了严重问题。主动配电网作为解决大规模分布式能源接入及配网优化运行问题的有效解决方案，为了保持电网的最佳运行状态，大量学者围绕主动配电网管理这一主题进行了广泛研究。从主动配电网智能规划技术、主动配电网智能决策与控制技术、主动配电网供电恢复技术与主动配电网负荷管理技术等相关重点领域出发，分析了主动配电网关键技术的研究现状，阐述了国内外主动配电网的研究进展，指出未来的研究方向主要是考虑各种不确定性及其时间和空间相关性的鲁棒规划等。

控制与安全决策

基于人工情感LSTM算法的智慧家庭能量管理

殷林飞, 刘金元

2023, 45(11):  27-35.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.004

摘要 ( 56 )   HTML ( 2 )   PDF (1382KB) ( 97 )  

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随着中国社会城镇化的进一步深入和城市的进一步发展，电力资源逐步出现紧缺情况。不少地区在用电高峰期间由于城市用电超负荷而不得不进行区域性的拉闸限电以缓解城市供电的压力。在这种情况下，用户自主性地管理和节约电能就显得尤为重要。为了使家庭用户可以自主管理电能的使用，实现电网与用户之间的双向互动，同时保证需求侧响应（DR）的执行，提出一种基于人工情感长短期记忆（AELSTM）网络算法的智慧家庭能量管理的控制方法。该方法由人工情感深度神经网络（AEDNN）和长短期记忆（LSTM）网络构成。结合这2部分可以做到人性化实时监测和管理家庭用电情况。

基于CEEMD与GWO-LSTM的精细非侵入性负荷监测

陆潍潍, 殷林飞

2023, 45(11):  36-44.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.005

摘要 ( 35 )   HTML ( 1 )   PDF (1476KB) ( 68 )  

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针对集中供热系统滞后性等因素导致的短期热负荷预测精度较低问题，提出一种基于互补集合经验模态分解（CEEMD）数据处理技术与灰狼优化算法-长短期记忆网络（GWO-LSTM）的精细非侵入性负荷监测方法。采用CEEMD将采集得到的原始热负荷数据分解为若干个平稳的固有模态函数（IMF）并对每个IMF分别进行建模预测，叠加每个IMF的预测值作为最终的预测输出。为了提高预测精度，利用GWO算法对LSTM的隐藏层神经元数目、训练次数和初始学习率进行参数寻优，建立CEEMD-GWO-LSTM短期热负荷预测模型。以实际热负荷数据进行仿真试验并与单一LSTM模型、CEEMD-LSTM模型进行对比，试验结果表明，CEEMD-GWO-LSTM模型的均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.591 5 MW，0.460 2 MW和8.083 8%，显著低于其他对比模型。

电力经济与市场交易

代理购电机制下电网企业与发电企业竞价演化博弈行为决策分析

程乐峰, 彭攀, 陈东丽

2023, 45(11):  45-54.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.006

摘要 ( 68 )   HTML ( 3 )   PDF (3019KB) ( 109 )  

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根据电网企业在电力市场中扮演的角色，在供给侧企业间两方博弈的基础上，将电网企业引入竞价，构建异质性企业与电网代理购电模式下供大于求的三方演化博弈模型。由于购、售双方信息不对称，为保证自身收益最大化而风险最小化，双方通过补偿机制来抵御风险。研究市场出清价格（MCP）和按报价结算（PAB）竞价机制下的电力市场竞价博弈行为，研究结果表明：在MCP机制下，三方博弈系统存在2个不受补偿影响的竞价演化稳定策略（ESS），改变补偿系数只会影响系统收敛至不同ESS的路径；PAB机制下，调整补偿系数会出现不同的ESS，且在一定条件下PAB机制下的购电成本低于MCP机制。

基于纳什均衡理论电网需求侧共享储能定价策略

崔金栋, 朱增陈, 李若彤

2023, 45(11):  55-61.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.007

摘要 ( 39 )   HTML ( 1 )   PDF (1191KB) ( 126 )  

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随着新型电力系统建设的推进，用户侧小型储能装置愈发受到重视。然而无序的充放电管理模式既给电网带来安全运行隐患，又造成资源浪费。基于此，提出一种通过储能聚合商云服务平台实现用户侧小储能装置联合调度的运行模式。建立综合考虑储能运营商、储能装置投资者和电网等各参与主体的最优运行模型，然后基于纳什均衡理论建立各参与主体在约束条件下的合作博弈模型。通过算例仿真分析，对模型求解得出最优共享储能定价方案。结果表明：多主体合作最优定价方案达到了削峰填谷、节约资源的目的，同时实现了电网、储能聚合商、储能装置投资者的多方共赢。提出的定价机制被验证具有一定的可行性和科学性。

基于势博弈的负荷聚合商日前市场动态定价模型

梅文卿, 刘晓峰, 王嘉诚, 谭梦玲

2023, 45(11):  62-69.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.008

摘要 ( 53 )   HTML ( 7 )   PDF (1001KB) ( 108 )  

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随着居民用电量的不断提高，新型电力系统加速构建，需求响应成为保障上级电网安全稳定的重要手段，系统对需求侧的重视程度大幅提高。负荷聚合商作为上级电网和用户之间的协调机构，发挥着越来越重要的作用。为促进负荷聚合商日前投标市场的稳定性并提高用户参与需求响应的积极性，将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源，提出基于价格激励的需求响应机制，引入博弈理论及势博弈概念，建立上级电网、负荷聚合商和用户的分层交易模型。首先，根据用户的响应机制及日前市场的投标价格机制建立用户和负荷聚合商的收益模型；随后，建立各负荷聚合商之间的非合作博弈模型，通过构建势函数将原来的多目标优化问题转换为单目标凸二次规划问题，能够短时间内收敛至纳什均衡且对大规模需求响应仍能保持收敛性。算例分析表明，该模型可在提高负荷聚合商利润的同时提升用户的收益。

基于博弈论组合赋权和MARCOS的能源互联网园区项目综合效益评价

申融容, 姜丰, 韦泽全, 刘世民, 祁泽

2023, 45(11):  70-81.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.009

摘要 ( 51 )   HTML ( 4 )   PDF (1472KB) ( 108 )  

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随着能源革命和“互联网+”战略的提出和可再生能源的快速发展，能源互联网作为一种新的能源业态逐渐成为能源转型过程中构建新型电力系统的重要组成部分。为衡量能源互联网园区项目的综合效益，构建了综合效益评价模型。首先，建立了涵盖经济、社会、环境以及工程推广4个维度的能源互联网园区项目综合效益评价体系；其次，运用博弈论思想将使用熵权法（EWM）和贝叶斯最优最劣法（BBWM）生成的主观和客观权重进行组合，得到涵盖数据信息和指标含义的综合权重；然后，构建了依据折中方案度量备选方案并排序（MARCOS）的能源互联网园区项目综合效益评价模型，并通过对北京某微电网项目进行综合效益评价，得出清洁能源消纳率、投资回收期和供电可靠性是影响能源互联网园区项目综合效益的3个关键性指标，以及该项目的历年综合效益标表现；最后，通过敏感性分析和排序一致性检验论证了所提模型的鲁棒性。

基于灰色群组聚类和CRITIC组合赋权的线路管廊入廊费用定价研究

徐晓军, 李奎, 张方银, 周阳, 叶飞, 关前锋, 米乐乐

2023, 45(11):  82-89.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.11.010

摘要 ( 45 )   HTML ( 4 )   PDF (1060KB) ( 79 )  

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电力管线入地敷设在城市电网建设和改造中得到大规模推广，合理的线路管廊入廊费用定价机制对促进线路管廊的建设与发展具有重要意义。现有收费机制在计算分摊系数时存在缺陷，鉴于此，提出了一种基于灰色群组聚类和客观赋权法（CRITIC）组合赋权的费用分摊模型。基于受益方付费原则确定入廊各方的费用分摊指标，分别采用灰色群组聚类和CRITIC计算各分摊指标的主观权重系数和客观权重系数，综合考虑指标权重的主客观信息，基于离差平方和方法计算各分摊指标的组合权重。将该模型应用于某线路管廊入廊费用分摊案例，验证了所提方法的有效性。