logo全球能源互联网期刊信息服务平台

【论文推荐】武汉理工大学侯慧等:计及需求响应潜力的电动汽车聚合商多主体日前投标策略

阅读原文 阅读原文

计及需求响应潜力的电动汽车聚合商多主体日前投标策略

侯慧1, 2,何梓姻1, 2*,罗超3,张志强3,刘鹏3,侯婷婷4,郁海彬5

(1.武汉理工大学自动化学院;2.武汉理工大学深圳研究院;3.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司;4.国网湖北省电力有限公司经济技术研究院;5.国网上海市电力公司)

本文发表在《全球能源互联网》2024年第2期“新型储能关键技术和商业模式”专题上,欢迎点击品读。本文受国家自然科学基金(52177110)、深圳市科技计划(JCYJ20210324131409026)、国网湖北省电力有限公司2022年科技项目(521538220005)资助。

文章导读

大规模电动汽车接入电网对电网稳定运行带来挑战,电动汽车作为移动式电化学储能资源,亟需探索其参与电力市场的未来商业模式及建设体系。本文考虑电动汽车集群中的个体随机选择行为,提出一种计及需求响应潜力的电动汽车聚合商多主体日前投标策略,以最大化各主体利润,探索有效的商业运营模式。

文章亮点

1

构建了需求响应潜力评估模型;

2

分析了多元主体商业模式;

3

提出了电动汽车聚合商多主体日前投标策略。

摘  要

针对电动汽车这一新型储能资源大规模接入后电力市场多主体竞争格局,提出一种计及需求响应潜力的电动汽车聚合商多主体日前投标策略。以实现削峰填谷、保障电网安全稳定运行等为目标,促使电网与聚合商等多方市场主体可持续发展,探索其未来商业模式。首先,根据电动汽车用户出行特性进行电动汽车集群分类,考虑出行时间、到达时间及荷电状态等因素,模拟集群内用户随机充放电选择。结合聚合商整体充电功率上限值与电能波动区间值等主要因素,基于历史数据评估聚合商需求响应潜力。然后,考虑多个聚合商投标问题,建立日前市场投标模型,以测算电动汽车聚合商日前市场效益。为探寻多元竞争格局下最优日前市场投标策略,以日前投标净利润最大为目标函数,考虑电量、功率上限及电池容量等约束条件,利用Gurobi对优化问题进行求解。最后,通过湖北省武汉市某区实际负荷算例验证了所提策略的先进性及可行性。

主要内容

本文主要分为2个部分,第1部分为需求响应潜力评估,首先基于EV用户出行特性进行集群分类,集群内部EV基于便利性与经济性等考虑随机选择EVA并签订充放电协议。随后,EVA依据区域历史数据,以电量区间值与功率上限值等评估需求响应潜力。第2部分为日前投标策略,EVA依据需求响应潜力制定日前投标决策,并上报至调控中心进行市场出清,最后将调控指令发送至各个充电桩。

图片

⬆ 图 1  研究框架

针对集群调度时应充分考虑所需能量与用户充放电选择,EV用户在进行充放电选择时,到达时刻电池荷电状态、预计停车时间、充电需求与充放电电价会产生显著影响,用户停车时间越长代表其参与调度可能性更高。集群中EV个体的随机充放电选择同样存在不确定性,EV用户充放电选择流程为

图片

⬆ 图2   用户充放电选择流程图

电动汽车聚合商日前投标成本为

图片

配网基础负荷、EV无序充放电负荷曲线及发电商报价为

图片

⬆ 图3   负荷及发电商报价曲线图

电动汽车聚合商需求响应潜力为

图片

⬆ 图4   EVA需求响应潜力

电动汽车聚合商日前报价为

图片

⬆ 图5  EVA日前报价

日前报价下投标成本、收入及净利润等经济性分析为

表1   储能应用场景条件

图片

削峰填谷情况为

图片

⬆ 图6  负荷对比

日前投标策略很大程度上取决于出清价格与需求响应潜力,基于此制定策略可有效调度市场多方主体积极性。目前推广EV储能仍面临市场门槛、技术经济性及用户意愿方面的障碍,聚合服务与平台化接入是商业模式推广的关键,应鼓励EVA通过商业模式创新汇聚EV参与储能服务。本文所提出日前投标策略可为实时投标提供决策依据,未来可同时考虑实时市场投标,制定多时间尺度投标策略,对多主体博弈过程展开研究。未来研究需要充分考虑各类集群对于聚合商的喜好程度,最大化模拟实际情况,以探索EVA等新型主体参与电力市场的有效商业模式。

本文引文信息

侯慧,何梓姻,罗超,等.计及需求响应潜力的电动汽车聚合商多主体日前投标策略[J].全球能源互联网,2024,7(02):220-227.

HOU Hui, HE Ziyin, LUO Chao, et al. Multi-agent Day-ahead Bidding Strategy of Electric Vehicle Aggregators Upon Demand Response Potential[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2024,7(02):220-227(in Chinese).

作者简介

图片

侯 慧

副教授,博士生导师,IEEE Senior Member

研究方向为电动汽车与电网互动、能源互联网、电力系统风险评估等。通信作者,E-mail:husthou@126.com。

图片
图片

何梓姻

硕士研究生

研究方向为电动汽车与电网互动,E-mail:heziyin@whut.edu.cn。

编辑:翁宇威

审核:周舟