华南理工大学朱继忠等：一种基于合作博弈的深度调峰补偿策略
发布时间:2022-10-12
一种基于合作博弈的深度调峰补偿策略
范峻伟1，朱继忠1*，史普鑫2，郭万舒2，史沛然2，江长明2
（1. 华南理工大学电力学院；2. 国网华北分部电力调控分中心）
本文发表在《全球能源互联网》2022年第5期“综合智慧能源关键技术”专题上，欢迎点击品读。受国家自然科学基金项目（52177087）、国家电网有限公司华北分部专项技术服务项目（SGNC0000DKJS2100196）资助。
文章导读
近年来，可再生能源发展迅猛，新能源发电占比持续提升，为尽可能地消纳新能源，亟需增加火电机组调峰深度。然而，在现有调峰市场补偿模式下，调峰成本完全由火电机组承担，且深度调峰补偿难以保证火电机组成本回收，无法充分调动火电机组参与深度调峰的积极性。本文提出了一种新的调峰补偿方法，能充分激励火电机组参与深度调峰。
文章亮点
1）构建了火电机组深度调峰成本模型；
2）分析了现有调峰市场深度调峰补偿模式；
3）提出了一种基于合作博弈的深度调峰补偿方法。
摘要
在风电大规模并网的需求下，为尽可能消纳风电，亟需增加火电机组调峰深度，但火电机组因难以得到合理的调峰补偿而缺乏调峰积极性。为此，首先分析了火电机组的深度调峰能力，建立了火电机组全过程的调峰成本分段函数；提出以最大相对满意度为目标的深度调峰补偿策略模型，并分析了现有调峰市场下火电机组的报价模式；最后以火电机组总发电成本最小为目标构建电力系统经济调度模型。算例结果表明，火电机组进行一定程度的深度调峰能提高系统运行经济性，但进入投油深度调峰后火电机组运行成本剧增，收益低于常规调峰，此时需要对机组进行额外补偿；提出的补偿策略能根据机组参与深度调峰意愿的最小收益进行补偿，保证火电机组参与深度调峰的积极性。
主要内容
一般情况下，调峰过程可以分为常规调峰（routine peak regulation, RPR）、不投油深度调峰（deep peak regulation without oil, DPR）和投油深度调峰（deep peak regulation with oil, DPRO）三个阶段，火电机组不同运行状态下的出力不同，其调峰成本构成也不同。
⬆ 图1 火电机组调峰过程
⬆ 图2 火电机组调峰成本
本文在TOPSIS法和MDP指标的基础上，提出以最大相对满意度为目标的补偿策略模型。
以火电机组总发电成本最小为目标，构建电力系统经济调度模型，并在当前市场补偿模式和所提补偿策略下对火电机组进行深度调峰补偿。
⬆ 图3 负荷需求及风电出力预测
⬆ 图4 不同调峰深度系统成本及收益
⬆ 图5 不同调峰深度机组净利润
⬆ 图6 DPR阶段两种补偿模式对比
⬆ 图7 DPRO阶段两种补偿模式对比
当前调峰市场的机组报价模式中，梯度报价的上限决定了机组所获补偿的上限，无法充分保证其参与深度调峰时的成本回收。基于合作博弈的最大相对满意度补偿策略考虑了机组对调峰补偿的倾向度，能直观反映机组参与深度调峰的意愿，并保证其参与调峰的主动性。本文所提方法能为当前火电机组补偿机制提供一定程度的借鉴。
本文引文信息
范峻伟，朱继忠，史普鑫，等. 一种基于合作博弈的深度调峰补偿策略[J]. 全球能源互联网，2022，5(5)：419-428.
FAN Junwei, ZHU Jizhong, SHI Puxin, et al. A Compensation Strategy for Deep Peak Regulation Based on Cooperative Game[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2022, 5(5): 419-428(in Chinese).
研究团队
华南理工大学爱思科团队负责人朱继忠教授是IEEE/IET/CSEE Fellow，英国皇家学会客座研究员，担任IEEE PES智慧楼宇、负载及客户系统技术委员会（中国）主席，MPCE等国际期刊编委，IEEE P2781和P2783两个标准工作组主席，IEEE SMC标准委员会委员和IEEE SMC智能电力与能源系统专委会委员，全国电力需求侧管理标委会委员。曾任首届全国创新争先奖评审委员会委员、IEEE电力负荷专委会主席、IEEE SBLC亚太地区工作组主席等。
团队正茁壮成长，目前有教授1名，副教授2名，博士后、博士与硕士研究生共30余名。近年来，参与和承担了国家自然科学基金等国家级课题7项、省部级科学基金4项、国家电网公司与南方电网公司科技项目10项。近三年来发表SCI论文40余篇，EI收录论文70余篇，主持和参与制定国际国内相关标准5项，获省部级科技奖3项。
朱继忠教授团队也长期诚聘优秀人才加入，共同从事相关研究。更多团队介绍请查看网页链接：
http://www2.scut.edu.cn/ep/2021/0617/c18739a433374/page.htm
作者简介
范峻伟
硕士研究生
研究方向为电力市场
E-mail：
epxiaowait@mail.scut.edu.cn
朱继忠
教授，博士生导师，IEEE Fellow
研究方向为综合能源系统优化运行与控制。通信作者
E-mail：
zhujz@scut.edu.cn
编辑：翁宇威
审核：周 舟
《全球能源互联网》中文期刊贯彻落实习近平总书记关于探讨构建全球能源互联网重要指示精神而创办，是国家电网有限公司重点培育的科技期刊，致力于通过发表能源电力、先进信息、气变环境、经济社会等领域最新研究成果，推进构建新型电力系统，加速全球能源绿色低碳转型，助力实现“碳达峰、碳中和”目标。
期刊面向全球公开发行，是中国科技核心期刊，并被中国科学引文数据库（CSCD）、DOAJ 数据库等收录。期刊审稿速度快，平均周期2个月，不收取版面费并设有优厚稿酬。优秀论文作者有机会受邀出席联合国、全球能源互联网发展合作组织、IEEE、中国电机工程学会等国际组织和学术团体举办的学术活动。
诚邀各位专家赐稿交流。
郑重声明
根据国家版权局相关规定，纸媒、网站、微博、微信公众号转载、摘编本网站作品，需包含本网站名称、二维码等关键信息，并在文首注明《全球能源互联网》原创。 个人请按本网站原文转发、分享。
