Decentralized Trading Mechanism for Joint Frequency Regulation of Shared Energy Storage Considering Incomplete Information Disclosure

JIANG Xinyue; LYU Ruiyang; HE Jie; PEI You; QIU Weiqiang; YANG Li; LIN Zhenzhi; WEN Fushuan

doi:10.7500/AEPS20221208004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Decentralized Trading Mechanism for Joint Frequency Regulation of Shared Energy Storage Considering Incomplete Information Disclosure

Special Topic on Distributed Sources and Loads Participating in Ancillary Service | 更新时间：2025-06-16

- Decentralized Trading Mechanism for Joint Frequency Regulation of Shared Energy Storage Considering Incomplete Information Disclosure
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 18, Pages: 68-79(2023)
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.浙江电力交易中心有限公司，浙江省杭州市 310037
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20221208004
  CLC：
- Received：08 December 2022，
  
  Revised：2023-04-22，
  
  Published Online：23 August 2023，
  
  Published：25 September 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
江昕玥,吕瑞扬,何洁等.考虑不完全信息披露的共享储能联合调频分散交易机制[J].电力系统自动化,2023,47(18):68-79.

JIANG Xinyue,LYU Ruiyang,HE Jie,et al.Decentralized Trading Mechanism for Joint Frequency Regulation of Shared Energy Storage Considering Incomplete Information Disclosure[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(18):68-79.
江昕玥,吕瑞扬,何洁等.考虑不完全信息披露的共享储能联合调频分散交易机制[J].电力系统自动化,2023,47(18):68-79. DOI： 10.7500/AEPS20221208004.

JIANG Xinyue,LYU Ruiyang,HE Jie,et al.Decentralized Trading Mechanism for Joint Frequency Regulation of Shared Energy Storage Considering Incomplete Information Disclosure[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(18):68-79. DOI： 10.7500/AEPS20221208004.

摘要

随着大量分布式储能的接入，分散交易机制能够有效满足火电机组-共享储能联合调频新商业模式下交易隐私保护和自主选择交易对象的需求，然而分散交易时，不完全信息下个体的有限理性决策往往影响了资源的有效配置。在此情景下，及时地披露适当的市场整体表现信息，能够有效减少共享储能搜索信息成本，促进市场快速达到均衡状态。基于此，提出了一种考虑不完全信息披露的共享储能联合调频分散交易机制，以克服分散交易给市场效率和社会总福利带来的负面影响。首先，针对分散交易中的信息不完全问题，设计了基于效率违约理论的共享储能违约机制和考虑不完全信息披露的市场交易信息公布机制，并利用区块链取代第三方交易平台实施分散交易流程。然后，构建了共享储能和火电机组谈判交易策略模型，该模型包括基于主动试错学习的共享储能适应性报价修正策略和火电机组优化决策模型。最后，通过模拟10个火电机组和50个共享储能构成的市场验证了所设计共享储能联合调频分散交易机制的有效性。算例结果表明，适度的信息披露及合理的违约赔偿能使得分散交易快速达到市场均衡状态，且能有效提升社会效益。

Abstract

With the access of a large number of distributed energy storage

the decentralized trading mechanism can effectively meet the needs of trading privacy protection and independent selection of trading objects under the new business model of joint frequency regulation of thermal power units and shared energy storage. However

in the decentralized trading

the limited rational decision-making of individuals with incomplete information often affects the effective allocation of resources. In this scenario

timely disclosure of appropriate overall market performance information can effectively reduce the cost of shared energy storage search information and promote the market to reach an equilibrium state quickly. On this basis

a decentralized trading mechanism for joint frequency regulation of shared energy storage considering incomplete information disclosure is proposed to overcome the negative impact of decentralized trading on market efficiency and total social welfare. First

in view of the problem of incomplete information in decentralized trading

a shared energy storage default mechanism based on the efficiency default theory and a market trading information disclosure mechanism considering incomplete information disclosure are designed

and the blockchain is used to replace the third-party trading platform to implement decentralized trading processes. Then

a negotiated trading strategy model of shared energy storage and thermal power units is constructed

which includes adaptive quotation correction strategy of shared energy storage based on active trial-and-error learning and optimal decision model of thermal power units. Finally

by simulating the market composed of 10 thermal power units and 50 shared energy storage

the effectiveness of the designed decentralized trading mechanism for joint frequency regulation of shared energy storage is verified. The case results show that moderate information disclosure and reasonable compensation for default can make the decentralized trading quickly reach the market equilibrium state

and can effectively improve social benefits.

关键词

Keywords

references

姜海洋，杜尔顺，朱桂萍，等 . 面向高比例可再生能源电力系统的季节性储能综述与展望［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 19 ）： 194 - 207 .

JIANG Haiyang ， DU Ershun ， ZHU Guiping ， et al . Review and prospect of seasonal energy storage for power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 19 ）： 194 - 207 .

宫瑶，张婕，孙伟卿 . 基于功率权与容量权解耦的共享储能组合拍卖机制［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 23 ）： 6041 - 6053 .

GONG Yao ， ZHANG Jie ， SUN Weiqing . Combined auction mechanism of shared energy storage based on decoupling of power weight and capacity weight ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 23 ）： 6041 - 6053 .

邱伟强，王茂春，林振智，等 . “双碳”目标下面向新能源消纳场景的共享储能综合评价［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 10 ）： 244 - 255 .

QIU Weiqiang ， WANG Maochun ， LIN Zhenzhi ， et al . Comprehensive evaluation of shared energy storage towards new energy accommodation scenario under targets of carbon emission peak and carbon neutrality ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 244 - 255 .

谢惠藩，王超，刘湃泓，等 . 南方电网储能联合火电调频技术应用［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 4 ）： 172 - 179 .

XIE Huifan ， WANG Chao ， LIU Paihong ， et al . Application of joint frequency regulation technology of energy storage and thermal power in China Southern Power Grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 4 ）： 172 - 179 .

李国庆，闫克非，范高锋，等 . 储能参与现货电能量-调频辅助服务市场的交易决策研究［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 17 ）： 45 - 54 .

LI Guoqing ， YAN Kefei ， FAN Gaofeng ， et al . Transaction decision-making of energy storage stations participating in the spot energy and frequency modulation ancillary service market ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 17 ）： 45 - 54 .

裴佑，裴哲义，邱伟强，等 . 基于区块链的共享储能联合调频分散交易机制设计［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 10 ）： 138 - 145 .

PEI You ， PEI Zheyi ， QIU Weiqiang ， et al . Design of decentralized trading mechanism for shared energy storage joint frequency regulation based on blockchain ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 138 - 145 .

GAJIĆ D B ， PETROVIĆ V B ， HORVAT N ， et al . A distributed ledger-based automated marketplace for the decentralized trading of renewable energy in smart grids ［J］. Energies ， 2022 ， 15 （ 6 ）： 2121 .

ZHANG R F ， YAN K F ， LI G Q ， et al . Privacy-preserving decentralized power system economic dispatch considering carbon capture power plants and carbon emission trading scheme via over-relaxed ADMM ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2020 ， 121 ： 106094 .

肖谦，陈政，朱宗耀，等 . 适应分布式发电交易的分散式电力市场探讨［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 1 ）： 208 - 218 .

XIAO Qian ， CHEN Zheng ， ZHU Zongyao ， et al . Discussion on decentralized electricity market for distributed generation transactions ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 208 - 218 .

冯昌森，谢方锐，胡嘉骅，等 . 配电系统中点对点电力交易市场设计与出清方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 9 ）： 11 - 20 .

FENG Changsen ， XIE Fangrui ， HU Jiahua ， et al . Market design and clearing method for peer-to-peer power trading in distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 9 ）： 11 - 20 .

张巍，卢骧 . 点对点交易下储能聚合商共享自营多模式交易模型［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 2 ）： 15 - 23 .

ZHANG Wei ， LU Xiang . Sharing and self-operating multi-mode trading model of energy storage aggregators with peer-to-peer trade ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 2 ）： 15 - 23 .

谢开，张显，张圣楠，等 . 区块链技术在电力交易中的应用与展望［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 19 ）： 19 - 28 .

XIE Kai ， ZHANG Xian ， ZHANG Shengnan ， et al . Application and prospect of blockchain technology in electricity trading ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 19 ）： 19 - 28 .

王蓓蓓，李雅超，赵盛楠，等 . 基于区块链的分布式能源交易关键技术［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 14 ）： 53 - 64 .

WANG Beibei ， LI Yachao ， ZHAO Shengnan ， et al . Key technologies on blockchain based distributed energy transaction ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 14 ）： 53 - 64 .

倪琳娜，文福拴，尚金成，等 . 能源互联网环境下的信息经济学初探［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 6 ）： 1612 - 1619 .

NI Linna ， WEN Fushuan ， SHANG Jincheng ， et al . A preliminary investigation on information economics in energy Internet environment ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 6 ）： 1612 - 1619 .

张维迎 . 博弈论与信息经济学［M］. 上海：上海人民出版社， 2004 .

ZHANG Weiying . Game theory and information economics ［M］. Shanghai ： Shanghai People's Publishing House ， 2004 .

LI T ， SHAHIDEHPOUR M . Strategic bidding of transmission-constrained GENCOs with incomplete information ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2005 ， 20 （ 1 ）： 437 - 447 .

WANG H W ， HUANG T W ， LIAO X F ， et al . Reinforcement learning for constrained energy trading games with incomplete information ［J］. IEEE Transactions on Cybernetics ， 2017 ， 47 （ 10 ）： 3404 - 3416 .

陈雪，李波，吴爽 . 需求信息不对称下考虑风险规避制造商的供应链决策研究［J］. 管理工程学报， 2021 ， 35 （ 6 ）： 234 - 249 .

CHEN Xue ， LI Bo ， WU Shuang . Supply chain decisions： a risk-averse manufacturer under demand information asymmetry ［J］. Journal of Industrial Engineering and Engineering Management ， 2021 ， 35 （ 6 ）： 234 - 249 .

POSNER R A . Law and economics ［M］. Shanghai ： Shanghai SDX Joint Publishing Company ， 2005 .

COASE R H . The problem of social cost ［J］. The Journal of Law and Economics ， 1960 ， 3 ： 1 - 44 .

唐松雪 . 效率违约理论研究［D］. 武汉：中南财经政法大学， 2019 .

TANG Songxue . The research on the theory of efficient breach ［D］. Wuhan ： Zhongnan University of Economics and Law ， 2019 .

夏轶群，盛广印 . 大数据背景下科技型中小企业专利质押融资有效违约信用激励机制探析［J］. 金融理论与实践， 2021 （ 4 ）： 29 - 35 .

XIA Yiqun ， SHENG Guangyin . Analysis on effective default credit incentive mechanism of patent pledge financing for small and medium-sized science and technology enterprises under the background of big data ［J］. Financial Theory & Practice ， 2021 （ 4 ）： 29 - 35 .

江健健，康重庆，夏清 . 信息披露机制对市场效率的影响［J］. 电力系统自动化， 2007 ， 31 （ 6 ）： 11 - 16 .

JIANG Jianjian ， KANG Chongqing ， XIA Qing . Impacts of information releasing mechanisms on electricity market equilibrium ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2007 ， 31 （ 6 ）： 11 - 16 .

孙珂，夏清 . 信息披露有效性与电力市场交易模式的选择［J］. 电力系统自动化， 2008 ， 32 （ 6 ）： 60 - 65 .

SUN Ke ， XIA Qing . Effectiveness of electricity market information disclosure and selection of market transaction mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2008 ， 32 （ 6 ）： 60 - 65 .

杨强，蔡华祥，严明辉，等 . 基于激励相容与深度博弈的云南电力市场机制设计及应用［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 27 - 34 .

YANG Qiang ， CAI Huaxiang ， YAN Minghui ， et al . Design and application of electricity market mechanism for Yunnan based on theory of incentive compatibility and game in depth ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 27 - 34 .

高怡静，肖艳炜，杨朋朋，等 . 基于强化学习的电力市场信息披露程度对市场成员交易行为影响研究［J］. 智慧电力， 2020 ， 48 （ 2 ）： 109 - 118 .

GAO Yijing ， XIAO Yanwei ， YANG Pengpeng ， et al . Research on the influence of information disclosure degree of power market on market members' trading behavior based on reinforcement learning ［J］. Smart Power ， 2020 ， 48 （ 2 ）： 109 - 118 .

NGUYEN D H . Optimal solution analysis and decentralized mechanisms for peer-to-peer energy markets ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 2 ）： 1470 - 1481 .

江苏省能源监督办 . 江苏电力辅助服务（调频）市场交易规则（试行）［EB/OL］. （ 2020-12-02 ）［ 2022-10-16 ］. http：//jsb.nea.gov.cn/news/2020-7/202073154200.htm http://jsb.nea.gov.cn/news/2020-7/202073154200.htm .

Jiangsu Provincial Regulatory Office of National Energy Administration . Electric power auxiliary service（FM） market trading rules in Jiangsu Province（trial）［EB/OL］. （ 2020-12-02 ）［ 2022-10-16 ］. http：//jsb.nea.gov.cn/news/2020-7/20207315 4200.htm http://jsb.nea.gov.cn/news/2020-7/202073154200.htm .

杨珺，侯俊浩，刘亚威，等 . 分布式协同控制方法及在电力系统中的应用综述［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4035 - 4049 .

YANG Jun ， HOU Junhao ， LIU Yawei ， et al . Distributed cooperative control method and application in power system ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4035 - 4049 .

GAVEAU J ， LE MARTRET C J ， ASSAAD M . Performance analysis of trial and error algorithms ［J］. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems ， 2020 ， 31 （ 6 ）： 1343 - 1356 .

曲鹏 . 基于试错学习的商业模式创新机制与路径研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2016 .

QU Peng . Research on innovation mechanism and path of business model based on trial and error learning ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2016 .

杨奇，王丹，何伟，等 . 基于社会清洁福利最大化的电热联合双边竞价市场出清优化策略研究［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 14 ）： 112 - 122 .

YANG Qi ， WANG Dan ， HE Wei ， et al . Research on clearing optimization of electricity-heat coordinated double auction market based on social clean welfare maximization ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 14 ）： 112 - 122 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Shared Operation Strategies for Distributed Energy Storage Systems Based on Blockchain Smart Contracts

Review of Shared Energy Storage Business Modes on Generation and User Sides in New Power Systems

Cooperative Optimal Decision-making for Active Distribution Network with Shared Energy Storage Leased by Prosumers

Related Author

LV Ruiyang

TIAN Xin

CHEN Laijun

SUN Yingcong

WANG Chuan

MEI Shengwei

JIA Hongjie

TANG Wanxin

Related Institution

College of Energy and Electrical Engineering, Qinghai University

Department of Electrical Engineering, Tsinghua University

School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University

Information and Communication Company of State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd.

Institute of Energy Storage Science and Engineering (Tianjin University)

⁰