基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

孙伟卿; 刘晓楠; 向威; 李宏仲

doi:10.7500/AEPS20200519003

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略
- Master-Slave Game Based Optimal Pricing Strategy for Load Aggregator in Day-ahead Electricity Market
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第1期页码：159-167
- 作者机构：
  
  1.上海理工大学机械工程学院，上海市 200093
  2.上海申能新动力储能研发有限公司，上海市 201419
  3.上海电力大学电气工程学院，上海市 200090
- 作者简介：
  
  孙伟卿(1985—)，男，通信作者，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：智能电网、电力系统储能、电力系统评估与优化。E-mail：sidswq@163.com
  刘晓楠(1994—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统储能、电力市场。E-mail：lxn_1129@163.com
  向威(1994—)，男，硕士，主要研究方向：电力系统储能、需求响应。E-mail：xw2013_usst@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51777126)
- DOI：10.7500/AEPS20200519003
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-05-19，
  
  修回日期：2020-09-15，
  
  网络出版日期：2020-11-11，
  
  纸质出版日期：2021-01-10
- 稿件说明：
移动端阅览
孙伟卿,刘晓楠,向威等.基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略[J].电力系统自动化,2021,45(1):159-167.

SUN Weiqing,LIU Xiaonan,XIANG Wei,et al.Master-Slave Game Based Optimal Pricing Strategy for Load Aggregator in Day-ahead Electricity Market[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(1):159-167.
孙伟卿,刘晓楠,向威等.基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略[J].电力系统自动化,2021,45(1):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20200519003.

SUN Weiqing,LIU Xiaonan,XIANG Wei,et al.Master-Slave Game Based Optimal Pricing Strategy for Load Aggregator in Day-ahead Electricity Market[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(1):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20200519003.

摘要

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源，并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此，聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度，进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源，提出基于价格激励的需求响应机制，建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而，以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型，求解模型获得聚合商最优补偿定价策略，分析用户用电弹性以优化用户响应。最后，采用美国PJM市场数据进行算例仿真，结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异，有效降低用户综合成本，通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。

Abstract

A load aggregator (LA) provides load smoothing services to the power grid and obtains revenue by integrating user-side resources through demand response. Therefore

the response pricing strategy of LA and users’ response preference will affect the accuracy of users’ response directly

and then affect the revenue of LA. The load resources involved in the demand response are regarded as generalized demand side resources (GDSRs)

and demand response mechanism based on price incentives is proposed. Then

a user utility model considering user preference and an aggregator revenue model are constructed. Furthermore

aiming at maximizing the interests of both users and LA

a master-slave game model is established

which is calculated to obtain the optimal compensation pricing strategy of LA and analyze the users’ electricity elasticity to optimize users’ response. Finally

the data of American PJM market are used for simulation. The simulation results verify that the optimal pricing strategy based on the master-slave game can reduce users’ comprehensive cost effectively through full consideration of the differences in users’ response preference

and increase the market revenue of LA by smoothing the load fluctuation.

关键词

Keywords

references

BUDDHADEVA S ， SANGRAM K R ， PRAVAT K R . Application of mathematical morphology for power quality improvement in microgrid ［J］. International Transactions on Electrical Energy Systems ， 2020 ， 30 （ 5 ）： 12329 .

杨挺，翟峰，赵英杰，等 . 泛在电力物联网释义与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 13 ）： 9 - 20 .

YANG Ting ， ZHAI Feng ， ZHAO Yingjie ， et al . Explanation and prospect of ubiquitous electric power internet of things ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 13 ）： 9 - 20 .

宋永华，包铭磊，丁一，等 . 新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

SONG Yonghua ， BAO Minglei ， DING Yi ， et al . Review of Chinese electricity spot market key issues and its suggestions under the new round of Chinese power system reform ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

MURTY VALLEM V V S N ， KUMAR A . Optimal energy dispatch in microgrids with renewable energy sources and demand response ［J］. International Transactions on Electrical Energy Systems ， 2020 ， 30 （ 5 ）： 12328 .

袁晓冬，费骏韬，胡波，等 . 资源聚合商模式下的分布式电源、储能与柔性负荷联合调度模型［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 22 ）： 17 - 26 .

YUAN Xiaodong ， FEI Juntao ， HU Bo ， et al . Joint scheduling model of distributed generation， energy storage and flexible load under resource aggregator mode ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 22 ）： 17 - 26 .

孙玲玲，高赐威，谈健，等 . 负荷聚合技术及其应用［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 6 ）： 159 - 167 .

SUN Lingling ， GAO Ciwei ， TAN Jian ， et al . Load aggregation technology and its application ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 6 ）： 159 - 167 .

孙伟卿，向威，裴亮，等 . 电力辅助服务市场下的用户侧广义储能控制策略［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 2 ）： 68 - 79 .

SUN Weiqing ， XIANG Wei ， PEI Liang ， et al . User-side generalized energy storage control strategies in the ancillary service market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 2 ）： 68 - 79 .

CAI 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 .

ZHANG J ， ZHANG P ， WU H ， et al . Two-stage load-scheduling model for the incentive-based demand response of industrial users considering load aggregators ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution ， 2018 ， 12 （ 14 ）： 3518 - 3526 .

DUONG T ， LONG B . Risk-constrained profit maximization for microgrid aggregators with demand response ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 1 ）： 135 - 146 .

MARIALAURA D S ， GIORGIO G ， PIERLUIGI S . Optimal bidding strategy for a DER aggregator in the day-ahead market in the presence of demand flexibility ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2019 ， 66 （ 2 ）： 1509 - 1519 .

LI B ， WANG X ， MOHAMMAD S ， et al . DER aggregator’s data-driven bidding strategy using the information gap decision theory in a non-cooperative electricity market ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 6 ）： 6756 - 6767 .

XU Z ， HU Z ， SONG Y ， et al . Risk-averse optimal bidding strategy for demand-side resource aggregators in day-ahead electricity markets under uncertainty ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 8 （ 1 ）： 96 - 105 .

李博嵩，王旭，蒋传文，等 . 广泛负荷聚集商市场策略建模及风险效益分析［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 16 ）： 119 - 126 .

LI Bosong ， WANG Xu ， JIANG Chuanwen ， et al . Market strategy modeling and risk profit analysis of demand-side resource aggregator ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 16 ）： 119 - 126 .

蒋玮，吴杰，冯伟，等 . 日前电力市场不完全信息条件下的电力供需双边博弈模型［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 2 ）： 18 - 24 .

JIANG Wei ， WU Jie ， FENG Wei ， et al . Bilateral game model of power supply and demand sides with incomplete information in day-ahead electricity market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 2 ）： 18 - 24 .

HE L ， LU Z ， GENG L ， et al . Environmental economic dispatch of integrated regional energy system considering integrated demand response ［J］. International Journal of Electrical Power and Energy Systems ， 2020 ， 116 ： 105525 .

刘洪，郑楠，葛少云，等 . 内嵌需求响应与优化运行策略的主动配电系统源网协同规划［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 3 ）： 89 - 100 .

LIU Hong ， ZHENG Nan ， GE Shaoyun ， et al . Coordinated planning of source and network in active distribution system with demand response and optimized operation strategy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 3 ）： 89 - 100 .

MILAD A ， FARROKH J . Residential loads flexibility potential for demand response using energy consumption patterns and user segments ［J］. Applied Energy ， 2019 ， 254 ： 1 - 17 .

HUANG Y ， XU Q ， DING Y ， et al . Efficient uncertainty quantification in economic re-dispatch under high wind penetration considering interruptible load ［J］. Electrical Power and Energy Systems ， 2020 ， 121 ： 106104 .

侯慧，徐焘，肖振锋，等 . 计及可调控负荷的发用电一体化综合优化调度［J/OL］. 电网技术［ 2020-07-14 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.20200.0268a https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.20200.0268a .

HOU Hui ， XU Tao ， XIAO Zhenfeng ， et al . Generation and load integrated optimal scheduling considering adjustable load ［J/OL］. Power System Technology ［ 2020-07-14 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.20200.0268a https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.20200.0268a .

刘晋源，吕林，高红均，等 . 计及分布式电源和电动汽车特性的主动配电网规划［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 12 ）： 41 - 49 .

LIU Jinyuan ， LYU Lin ， GAO Hongjun ， et al . Planning of active distribution network considering characteristics of distributed generator and electric vehicle ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 41 - 49 .

YANG P ， TANG G ， NEHORAI A . A game-theoretic approach for optimal time-of-use electricity pricing ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 2 ）： 884 - 892 .

MAMOUNAKIS I ， EFTHYMIOPOULOS N ， VERGADOS D J ， et al . A pricing scheme for electric utility’s participation in day-ahead and real-time flexibility energy markets ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2019 ， 7 （ 5 ）： 1294 - 1306 .

CHEN S ， PING J ， YAN Z ， et al . Forming bidding curves for a distribution system operator ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 5389 - 5400 .

DANG C ， WANG X ， SHAO C ， et al . Distributed generation planning for diversified participants in demand response to promote renewable energy integration ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2019 ， 7 （ 6 ）： 1559 - 1572 .

孙伟卿，刘晓楠，向威，等 . 基于贝叶斯推断的用户偏好学习与优化响应［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 19 ）： 92 - 100 .

SUN Weiqing ， LIU Xiaonan ， XIANG Wei ， et al . User preference learning and response optimization based on Bayesian inference ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 19 ）： 92 - 100 .

EMILIANO C . On non-monotonic strategic reasoning ［J］. Games and Economic Behavior ， 2020 ， 120 ： 209 - 224 .

BILAL A B ， ROBERT B . Distributed Nash equilibrium seeking for a dynamic micro-grid energy trading game with non-quadratic payoffs ［J］. Energy ， 2020 ， 202 ： 117709 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

考虑异质户型差异与聚合构成的采暖负荷群主从博弈策略

基于贝叶斯推断的用户偏好学习与响应优化

基于广义需求侧资源的微网运行优化

考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制