华中科技大学科研团队提出园区综合能源商的市场交易分布式协同优化方法

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随着能源市场化改革的有序推进，未来有望建成开放完善、充分竞争的综合能源市场体制。综合能源商作为重要市场主体，如何在综合能源市场体制中合理优化交易策略尚待开展研究。为此，强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学）的研究人员陈岑、武传涛、林湘宁、马云聪、李正天，计及能源批发与零售两级市场，构建一种具有前瞻性的园区综合能源商市场交易策略及协同优化方法，研究成果可为未来园区综合能源商的市场交易决策提供指导。

构建以能源互联网为支撑的现代能源体系是我国能源发展的重要战略目标。综合能源系统作为能源互联网的具体表现形式，充分利用多能互补的优势，有效提升可再生能源消纳率，提高综合能源利用水平，是能源革命的必然选择。众多园区凭借坚实的用户基础及优越的自然社会资源，正在逐步转型为园区综合能源系统，为用户提供综合能源服务。

同时，随着新电力体制改革和天然气市场化改革的有序推进，未来有望逐步建成开放完善、充分竞争的综合能源市场体制。在此市场环境下，园区综合能源商充分利用不同属性、不同时间尺度能源市场的互补特性，挖掘用户侧综合需求响应，降低购能成本，促进新能源消纳，已成为当前的研究热点。

目前，国内外学者已在园区综合能源商参与能源批发市场交易方面开展了大量研究。然而，现有研究多集中在电力批发市场方面，没有充分计及不同能源属性、不同时间尺度市场的互补特性，同时对于用户侧需求响应潜力的挖掘较少，忽略了零售市场对用户用能需求的影响，可能带来投标量的偏差，增加风险成本。

此外，园区综合能源商参与零售市场交易方面也已开展了大量研究，为运营商零售价格制定方面提供了较好的思路。但仍存在不足之处：一方面，未考虑综合能源批发市场对零售价格的影响，忽略了潜在的收益空间；另一方面，多数文献没有合理计及零售价格对市场份额及未来收益期望的影响。

为应对上述问题，强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学）的研究人员计及综合能源批发与零售两级市场，充分挖掘多类型多尺度能源市场的互补特性，合理量化零售价格对市场份额及综合需求响应的影响，提出一种基于主从博弈的园区综合能源商市场交易分布式协同优化模型。在搭建相应的仿真场景后，算例分析验证了模型的可行性与合理性。

图1 园区综合能源商两级市场运营框图

分析结果表明：一方面，上下游市场协同优化的园区综合能源运营模式更全面更实际，可准确把握用户需求变动和市场价格波动，从而同时调整购能组合方案与价格制定策略，挖掘联合市场潜力，合理考虑风险，提高收益；另一方面，综合能源商需要考虑能源零售价格制定策略对用户选择与市场份额的影响，在不同的发展阶段合理地兼顾当前收益和未来收益。

图2 算法求解流程

表1 不同方案下综合能源商运营仿真结果

研究人员表示，本课题的主要创新点为：①基于离散选择（Multinational Logit, MNL）模型评估了零售价格对多能零售市场份额的影响，并以远期收益形式纳入考量；②计及综合需求响应，充分挖掘多类型多尺度能源市场的互补潜能，提出了一种基于主从博弈的综合能源商分布式协同优化模型；③论证了Stackelberg均衡解的存在性，并采用改进布谷鸟算法与二次规划相结合的方法进行分布式高效求解。

他们最后指出，本课题仅侧重探讨了园区综合能源商的整体市场交易部分，受篇幅所限，对用户侧的经济型、多样性等问题未展开研究，这将是后续研究的重点之一。同时，能源集线器的优化调度、分布式发电和储能系统的加入等问题均对综合能源商的运营有直接影响，如何将其纳入考虑，也需进一步开展研究。

本课题得到了国家电网公司科技资助项目的支持。

本文编自2022年第1期《电工技术学报》，论文标题为“计及上下游市场的园区综合能源商购售能策略”，作者为陈岑、武传涛 等。

下载论文PDF版，请点击左下角“阅读原文”，访问期刊网站。

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