A Collaborative Game-based Optimization Strategy for Community Integrated Energy Systems Considering Wind-Solar Output Correlation

YANG Shuaishuai; CUI Shuangxi; FU Peng

doi:10.20204/j.sp.2026.03011

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A Collaborative Game-based Optimization Strategy for Community Integrated Energy Systems Considering Wind-Solar Output Correlation

更新时间：2026-04-08

- A Collaborative Game-based Optimization Strategy for Community Integrated Energy Systems Considering Wind-Solar Output Correlation
- Vol. 54, Issue 3, Pages: 91-99(2026)
- 作者机构：
  
  （新疆大学电气工程学院，）,新疆,乌鲁木齐,830046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2026.03011
  CLC：
- Published：2026
- 稿件说明：
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杨帅帅,崔双喜,付彭.计及风光出力相关性的社区综合能源系统博弈协同优化[J].智慧电力,2026,54(3):91-99.

doi:10.20204/j.sp.2026.03011
杨帅帅,崔双喜,付彭.计及风光出力相关性的社区综合能源系统博弈协同优化[J].智慧电力,2026,54(3):91-99. DOI： 10.20204/j.sp.2026.03011.

doi:10.20204/j.sp.2026.03011 DOI：

摘要

为充分协调多社区综合能源系统（IES）以实现能源互补共享，推动系统低碳经济运行，提出一种计及风光发电相关特性的社区级IES合作博弈协同优化策略。该策略旨在借助合作博弈理论，构建多IES协同框架，以达成主体间的资源共享与运行总成本最小化。首先，针对风光资源固有的不确定性与时空相关性，运用高斯核Copula理论生成风光出力相关性联合概率场景，为后续优化提供精准数据基础。其次，在合作博弈框架内，精心设计包含“成本最小化”与“交易议价”的两阶段交互式交易策略，并采用交替方向乘子法（ADMM）进行分布式求解，分别优化能源交易量与交易价格，确保策略的可行性与有效性。仿真结果表明，所提模型成效显著，能够有效降低各IES运行成本、增强系统协同互济能力，并通过电-热-碳多元交易机制推动区域能源系统实现经济、稳健与低碳运行。

Abstract

To fully coordinate multiple community integrated energy systems （IES） for achieving complementary energy sharing and promoting low-carbon economic operation

this paper proposes a cooperative game-based collaborative optimization strategy for community-level IES that accounts for the correlation characteristics of wind and solar power generation. The strategy aims to construct a multi-IES collaborative framework using cooperative game theory

achieving resource sharing among participants and minimizing total operational costs. Firstly

to address the inherent uncertainties and spatiotemporal correlations of wind and solar resources

the Gaussian kernel Copula theory is employed to generate joint probability scenarios of wind-solar power output correlations

providing an accurate data foundation for subsequent optimization. Secondly

within the cooperative game framework

a two-stage interactive trading strategy encompassing “cost minimization” and “transaction bargaining” is meticulously designed. The alternating direction method of multipliers （ADMM） is adopted for distributed solution

optimizing energy trading quantities and prices separately to ensure the feasibility and effectiveness of the strategy. Simulation results demonstrate that the proposed model is effective

significantly reducing the operational costs of each IES

enhancing system synergy and mutual support capabilities

and promoting regional energy systems toward economical

robust

and low-carbon operation through a diversified electricity-heat-carbon trading mechanism.

关键词

Keywords

references

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