基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制

唐家俊; 吴晓刚; 张思; 吴新华; 林振智; 杨莉

doi:10.7500/AEPS20211007001

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基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制

规模化灵活资源虚拟电厂 | 更新时间：2025-06-16

- 基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制
- Matching Mechanism for Virtual Power Plants and Distributed Energy Resources Based on Gale-Shapley Algorithm
- 电力系统自动化 2022年46卷第18期页码：65-73
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.国网浙江省电力有限公司丽水供电公司，浙江省丽水市 323000
  3.国网浙江省电力有限公司，浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
  
  唐家俊(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力市场与电力经济。E-mail：ee_tangjiajun@zju.edu.cn
  吴晓刚（1972—），男，高级工程师，主要研究方向：电力系统调度运行、保护自动化。E-mail：wuxiaogang@zj.sgcc.com.cn
  张思(1987—)，女，高级工程师，主要研究方向：电力系统调度运行、电力市场。E-mail：zhangsi0110@163.com
  杨莉(1974—)，女，通信作者，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：电力市场、电力系统运行与规划、电力经济。E-mail：eeyangli@zju.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20211007001
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-10-07，
  
  修回日期：2022-03-07，
  
  网络出版日期：2022-06-14，
  
  纸质出版日期：2022-09-25
- 稿件说明：
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唐家俊,吴晓刚,张思等.基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制[J].电力系统自动化,2022,46(18):65-73.

TANG Jiajun,WU Xiaogang,ZHANG Si,et al.Matching Mechanism for Virtual Power Plants and Distributed Energy Resources Based on Gale-Shapley Algorithm[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(18):65-73.
唐家俊,吴晓刚,张思等.基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制[J].电力系统自动化,2022,46(18):65-73. DOI： 10.7500/AEPS20211007001.

TANG Jiajun,WU Xiaogang,ZHANG Si,et al.Matching Mechanism for Virtual Power Plants and Distributed Energy Resources Based on Gale-Shapley Algorithm[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(18):65-73. DOI： 10.7500/AEPS20211007001.

摘要

虚拟电厂和分布式资源的双向选择是促进存量资源聚合的关键，合理的匹配机制有利于提高整体的聚合效益。在此背景下，提出一种基于Gale-Shapley算法的虚拟电厂与分布式资源匹配机制。首先，构建面向风-光-水-储-荷一体化的虚拟电厂参与电力现货市场的收益模型，并计算虚拟电厂与分布式资源聚合产生的合作收益。然后，构建基于宽容度的分布式资源选择虚拟电厂决策模型和考虑合作倾向性的虚拟电厂接受分布式资源决策模型，分别用于支撑分布式资源和虚拟电厂在匹配过程中确定合作对象的决策，进而提出基于改进熵权-层次分析法的模型求解方法。接着，提出了基于Gale-Shapley算法的双边匹配机制，使得虚拟电厂和分布式资源能够在以各自效益最大为目标的双向选择中得到稳定的匹配结果。最后，以中国某地区虚拟电厂和分布式资源的数据为例进行验证，结果表明，与单向选择相比，双边匹配机制能有效提升总聚合收益，且基于Gale-Shapley算法的匹配机制具有单边防策略性。

Abstract

The two-way selection of virtual power plants and distributed energy resources is a key to promoting the aggregation of existing resources

and reasonable matching mechanisms are conducive to improving the overall aggregation benefits. In this context

a matching mechanism for virtual power plants and distributed energy resources is proposed. Firstly

this paper constructs a revenue model of the virtual power plant which integrates with wind power

photovoltaic

hydropower

energy storage

and load

and participates in the electricity spot market. The cooperation revenue from the aggregation of virtual power plants and distributed energy resources is calculated. Secondly

a partner selection model of virtual power plant by distributed energy resources based on the forbearance index and a partner reception model of virtual power plant for accepting distributed energy resources considering the cooperative tendency index is constructed to support the decisions of the cooperative partner for distributed energy resources and virtual power plants during matching process

respectively. Furthermore

a model solution algorithm based on the improved entropy and analytic hierarchy process is proposed. Thirdly

in order to obtain the stable matching result in two-way selection of virtual power plants and distributed energy resources with the goal of maximizing their own benefits

a bilateral matching mechanism based on Gale-Shapley algorithm is proposed. Finally

the data of virtual power plants and distributed energy resources in a certain area of China is employed for case studies

and the results show that the bilateral matching mechanism can effectively improve the total aggregation revenue compared with the one-way selection

and the matching mechanism based on Gale-Shapley algorithm has the property of unilateral strategy proof.

关键词

Keywords

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