Joint Heat-Power Price Clearing Strategy for Regional Energy Network Based on Interaction Between Supply and Demand

Xiupeng CHEN; Gengyin LI; Ming ZHOU; Yong XIA

doi:10.7500/AEPS20200116012

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Joint Heat-Power Price Clearing Strategy for Regional Energy Network Based on Interaction Between Supply and Demand

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Joint Heat-Power Price Clearing Strategy for Regional Energy Network Based on Interaction Between Supply and Demand
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 21, Pages: 7-14(2020)
- 作者机构：
  
  1.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
  2.国网江苏省电力有限公司，江苏省南京市 210024
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China
- DOI：10.7500/AEPS20200116012
  CLC：
- Received：16 January 2020，
  
  Revised：2020-06-20，
  
  Published Online：03 August 2020，
  
  Published：10 November 2020
- 稿件说明：
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陈修鹏,李庚银,周明等.基于供需互动的区域能源网热电价格联合出清策略[J].电力系统自动化,2020,44(21):7-14.

CHEN Xiupeng,LI Gengyin,ZHOU Ming,et al.Joint Heat-Power Price Clearing Strategy for Regional Energy Network Based on Interaction Between Supply and Demand[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):7-14.
陈修鹏,李庚银,周明等.基于供需互动的区域能源网热电价格联合出清策略[J].电力系统自动化,2020,44(21):7-14. DOI： 10.7500/AEPS20200116012.

CHEN Xiupeng,LI Gengyin,ZHOU Ming,et al.Joint Heat-Power Price Clearing Strategy for Regional Energy Network Based on Interaction Between Supply and Demand[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):7-14. DOI： 10.7500/AEPS20200116012.

摘要

针对区域能源网热电耦合、多元主体的特点，基于产能、用能的时空互补性，提出一种含多买方多卖方的区域能源网分布式交易市场框架和基于供需互动的热电价格联合出清策略。首先，建立了由能源交易平台、多能源微网和智能用户构成的区域能源网热电共融市场框架和交易机制；其次，分析并建立了多能源微网和智能用户以追求自身利益最大化为目标的热电价格耦合响应模型；之后，提出以区域能源供需平衡为目标的热电价格联合出清策略，该策略既可以实现能源供应侧资源的优化分配和能源需求侧能量的合理消费，又可以保护市场参与主体的隐私；最后，在由3个能源微网和6个智能用户构成的区域能源网上对模型进行仿真，验证了该交易策略在提高新能源消纳水平、需求侧资源灵活性以及热电互补能力等方面的优势。

Abstract

In view of the characteristics of heat-power coupling and multiple agents in regional energy network

and based on the space and time complementarity of energy production and consumption

a distributed trading market framework with multiple buyers and multiple sellers and a supply and demand interaction based joint heat-power price clearing strategy are proposed. Firstly

the framework and trading mechanism of joint heat-power market for the regional energy network are established

and the framework is composed of the energy trading platform

multiple energy microgrids and intelligent users. Secondly

the heat-power coupling price response models of multiple energy microgrids and intelligent users aiming to maximize their own interests are analyzed and established. Then

the joint heat-power price clearing strategy aiming at realizing the balance of energy supply and demand in the regional energy network is proposed. This strategy can not only realize the optimal resource allocation on the energy supply side and the rational consumption on the energy demand side

but also protect the privacy of market participants. Finally

the model is simulated on a regional energy network composed of 3 multiple energy microgrids and 6 intelligent users to verify its advantages in improving renewable energy consumption level

demand-side resource flexibility and heat-power complementary ability.

关键词

Keywords

references

艾芊，郝然 . 多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 4 ）： 2 - 10 .

AI Qian ， HAO Ran . Key technologies and challenges for multi-energy complementarity and optimization of integrated energy system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 4 ）： 2 - 10 .

孙宏斌，郭庆来，吴文传，等 . 面向能源互联网的多能流综合能量管理系统：设计与应用［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 12 ）： 122 - 128 .

SUN Hongbin ， GUO Qinglai ， WU Wenchuan ， et al . Integrated energy management system with multi-energy flow for Energy Internet： design and application ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 12 ）： 122 - 128 .

PARAG Y ， SOVACOOL B K . Electricity market design for the prosumer era ［J］. Nature Energy ， 2016 ， 1 （ 4 ）： 1 - 6 .

NAN S ， ZHOU M ， LI G . Optimal residential community demand response scheduling in smart grid ［J］. Applied Energy ， 2017 ， 210 ： 1280 - 1289 .

黄伟，李宁坤，李玟萱，等 . 考虑多利益主体参与的主动配电网双层联合优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 12 ）： 3418 - 3428 .

HUANG Wei ， LI Ningkun ， LI Wenxuan ， et al . Double-layer joint optimization scheduling of active distribution network considering multi-stakeholder participation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 12 ）： 3418 - 3428 .

WANG J ， SHEN X ， GUO Q ， et al . Economic analysis of multi-energy virtual power plant considering market information ［C］// 2017 IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration ， November 26 - 28 ， 2017 ， Beijing， China.

任洪波，邓冬冬，吴琼，等 . 基于热电共融的区域分布式能源互联网协同优化研究［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 14 ）： 4023 - 4034 .

REN Hongbo ， DENG Dongdong ， WU Qiong ， et al . Collaborative optimization of distributed energy network based on electricity and heat interchanges ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 14 ）： 4023 - 4034 .

魏震波，黄宇涵，高红均，等 . 含电转气和热电解耦热电联产机组的区域能源互联网联合经济调度［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3512 - 3520 .

WEI Zhenbo ， HUANG Yuhan ， GAO Hongjun ， et al . Joint economic scheduling of power-to-gas and thermoelectric decoupling CHP in regional energy internet ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3512 - 3520 .

卫志农，张思德，孙国强，等 . 基于碳交易机制的电-气互联综合能源系统低碳经济运行［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 15 ）： 9 - 16 .

WEI Zhinong ， ZHANG Side ， SUN Guoqiang ， et al . Carbon trading based low-carbon economic operation for integrated electricity and natural gas energy system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 15 ）： 9 - 16 .

郝然，艾芊，姜子卿 . 区域综合能源系统多主体非完全信息下的双层博弈策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 4 ）： 194 - 201 .

HAO Ran ， AI Qian ， JIANG Ziqing . Bi-level game strategy for multi-agent with incomplete information in regional integrated energy system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 4 ）： 194 - 201 .

JIN M ， FENG W ， MARNAY C ， et al . Microgrid to enable optimal distributed energy retail and end-user demand response ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 210 ： 1321 - 1335 .

LI W ， WEI S ， MEI Q ， et al . Participation of an energy hub in electricity and heat distribution markets： an MPEC approach ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 3641 - 3653 .

陈玥，魏韡，刘锋，等 . 基于CES型效用函数的热-电市场消费者最优决策［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 13 ）： 118 - 126 .

CHEN Yue ， WEI Wei ， LIU Feng ， et al . CES utility function based consumer optimal decision making in heat-power market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 13 ）： 118 - 126 .

王业磊，赵俊华，文福拴，等 . 具有电转气功能的多能源系统的市场均衡分析［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 21 ）： 1 - 10 .

WANG Yelei ， ZHAO Junhua ， WEN Fushuan ， et al . Market equilibrium of multi-energy system with power-to-gas functions ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 21 ）： 1 - 10 .

YUE C ， WEI W ， FENG L ， et al . Energy trading and market equilibrium in integrated heat-power distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 4080 - 4094 .

LI Jiayong ， ZHANG Chaorui ， XU Zhao ， et al . Distributed transactive energy trading framework in distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 7215 - 7227 .

DU Y ， WANG Z ， LIU G ， et al . A cooperative game approach for coordinating multi-microgrid operation within distribution systems ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 222 ： 383 - 395 .

MARZBAND M ， JAVADI M ， DOMINGUEZ-GARCIA J L ， et al . Non-cooperative game theory based energy management systems for energy district in the retail market considering DER uncertainties ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution ， 2016 ， 10 （ 12 ）： 2999 - 3009 .

WANG H ， HUANG T ， LIAO X ， et al . Reinforcement learning in energy trading game among smart micro grids ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2016 ， 63 （ 8 ）： 5109 - 5119 ．

PAPADASKALOPOULOS D ， STRBAC G . Decentralized participation of flexible demand in electricity markets： Part <math id="M172"><mi mathvariant="normal">Ⅰ</mi></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4888982&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4888973&type= 2.87866688 2.37066674 market mechanism ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 4 ）： 3658 - 3666 .

RENANI Y K ， EHSAN M ， SHAHIDEHPOUR M . Optimal transactive market operations with distribution system operators ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 6 ）： 6692 - 6701 .

舒畅，钟海旺，夏清 . 基于优化理论市场化的日前电力市场机制设计［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 2 ）： 55 - 62 .

SHU Chang ， ZHONG Haiwang ， XIA Qing . Day-ahead electricity market design based on market interpretation of optimization theory ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 2 ）： 55 - 62 .

XIAO Y ， WANG X ， PINSON P . A local energy market for electricity and hydrogen ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 4 ）： 3898 - 3908 .

WANG D ， HU Q ， JIA H . Integrated demand response in district electricity-heating network considering double auction retail energy market based on demand-side energy stations ［J］. Applied Energy ， 2019 ， 248 ： 656 - 678 .

卢艺，戴月，马伟哲，等 . 含分布式电源和储能装置的配电网分散式动态最优潮流［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 2 ）： 434 - 444 .

LU Yi， DAI Yue， MA Weizhe， et al， Decentralized dynamic optimal power flow in distribution networks with distributed generation and energy storage devices ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 2 ）： 434 - 444 .

吴鸣，骆钊，季宇，等 . 基于模型预测控制的冷热电联供型微网动态优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 24 ）： 7174 - 7184 .

WU Ming ， LUO Zhao ， JI Yu ， et al . Optimal dynamic dispatch for combined cooling heating and power microgrid based on model predictive control ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 24 ）： 7174 - 7184 .

CHAI Y ， XIANG Y ， LIU J ， et al . Incentive-based demand response model for maximizing benefits of electricity retailers ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2019 ， 7 （ 6 ）： 1644 - 1650 .

王静，徐箭，廖思阳，等 . 计及新能源出力不确定性的电气综合能源系统协同优化［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 15 ）： 2 - 9 .

WANG Jing ， XU Jian ， LIAO Siyang ， et al . Coordinated optimization of integrated electricity-gas energy system considering uncertainty of renewable energy output ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 15 ）： 2 - 9 .

陈修鹏，李庚银，夏勇 . 基于主从博弈的新型城镇配电系统产消者竞价策略［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 14 ）： 97 - 104 .

CHEN Xiupeng ， LI Gengyin ， XIA Yong . Stackelberg game based bidding strategy for prosumers in new urban distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 14 ）： 97 - 104 .

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