计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究

王长刚; 张向炜; 曹宇; 梁栋; 李扬; 莫静山

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1606

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究

更新时间：2025-12-02

- 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究
- 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究
- 太阳能学报 2025年46卷第6期页码：32-48
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1606
  中图分类号： TM73
- 网络出版：2025-07-07，
  
  纸质出版：2025
- 稿件说明：
移动端阅览
王长刚, 张向炜, 曹宇, 等. 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究[J]. 太阳能学报, 2025,46(6):32-48.

王长刚, 张向炜, 曹宇, et al. 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究[J]. 2025, 46(6): 32-48.
王长刚, 张向炜, 曹宇, 等. 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究[J]. 太阳能学报, 2025,46(6):32-48. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1606.

王长刚, 张向炜, 曹宇, et al. 计及合作博弈的多微网与配电网电碳耦合双层低碳调度策略研究[J]. 2025, 46(6): 32-48. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1606.

摘要

为推进“双碳”目标的实现

充分发挥微网负荷侧的低碳减排潜力

进一步促进可再生能源消纳和优化系统碳排放流计算

提出一种计及合作博弈的多微网系统与配电网电碳耦合的双层低碳调度策略。首先

考虑储能充放电行为对碳排放流的影响

建立储能碳排模型

并将碳流分析纳入多微网负荷侧需求响应模型中

搭建考虑节点碳势的配电网-多微网双层调度模型

上层模型解决配电网最优经济调度问题

下层模型综合考虑多微网综合能源系统中各微网运营商和用户的利益诉求。设计基于节点碳势的碳交易机制下

多个微网运营商与代表整个多微网用户侧利益的负荷聚合商之间的联合运行模型。其次在此基础上

应用纳什议价理论

实现多微网运营商和负荷聚合商之间的能量交互和合作运行。证明纳什议价模型能够最小化运行成本后

将问题分解成两个子问题

并采用交替方向乘子法分别求解

从而实现多微网联盟的最优低碳经济调度。最后

将模型应用于改进的IEEE 33节点系统

结果证明所提方法能够成功将碳排放责任从源侧归算到负荷侧

且可有效描述各利益主体在碳交易市场中的博弈与竞争动态

提高系统的低碳性和经济性。

Abstract

To advance the achievement of dual carbon goals and fully utilize the low-carbon potential of the microgrid load side

this paper proposes a bi-level low-carbon dispatch strategy for the power-carbon coupling of multi-microgrid systems and distribution networks

considering cooperative game theory. Firstly

to consider the impact of energy storage charging and discharging on carbon emissions

a carbon emission model for storage systems is established

integrating carbon flow analysis into the demand response model on the load side of the microgrids. A bi-level dispatch model

considering node carbon potential

is constructed

where the upper-level model addresses optimal economic dispatch for the distribution network

and the lower-level model incorporates the interests of microgrid operators and users within integrated energy systems. A joint operation model is designed under a carbon trading mechanism based on node carbon potential

facilitating cooperation between multiple microgrid operators and an aggregator representing the interests of all microgrid users. Secondly

leveraging Nash bargaining theory

energy interactions and cooperative operations between microgrid operators and the load aggregator are achieved. After demonstrating that the Nash bargaining model can minimize operational costs

the problem is decomposed into two sub-problems and solved using the alternating direction multiplier method（ADMM）

achieving optimal low-carbon economic dispatch for the microgrid coalition. Finally

the model is applied to a modified IEEE 33-node system

and results demonstrate that the proposed approach effectively reallocates carbon emission responsibilities from the source side to the load side. It also accurately reflects the dynamics of competition and cooperation among stakeholders in the carbon trading market

enhancing both the low-carbon profile and economic efficiency of the system.

关键词

Keywords

references

袁越, 苗安康, 吴涵, 等. 低碳综合能源系统研究框架与关键问题研究综述[J]. 高电压技术, 2024, 50(9): 4019-4036.

黎博, 陈民铀, 钟海旺, 等. 高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(2): 555-581.

梁宁, 方茜, 徐慧慧, 等. 基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(9): 44-53.

高伟凯, 何川, 刘天琪, 等. 考虑微电网联盟协调运行的用户侧共享储能多计费方式博弈定价方法[J]. 电力自动化设备, 2024, 44(9): 16-23.

刘运鑫, 姚良忠, 赵波, 等. 考虑灵活组群的配电网-微电网群低碳经济调度方法[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(20): 59-68.

刘畅, 刘文霞, 高雪倩, 等. 基于主从博弈的配电网-多综合能源系统协调规划[J]. 电力自动化设备, 2022, 42(6): 45-52.

颜湘武, 王庆澳, 卜劲勇, 等. 计及不确定性的基于主从博弈的社区微网运营商电价优化方法[J]. 太阳能学报, 2024, 45(8): 78-85.

DOAN H T, CHO J, KIM D.Peer-to-peer energy trading in smart grid through blockchain: a double auction-based game theoretic approach[J]. IEEE access, 2021, 9: 49206-49218.

王芸芸, 马志程, 周强, 等. 兼顾公平性的多能源合作博弈优化调度[J]. 太阳能学报, 2022, 43(10): 482-492.

PAUDEL A, CHAUDHARI K, LONG C, et al.Peer-to-peer energy trading in a prosumer-based community microgrid: a game-theoretic model[J]. IEEE transactions on industrial electronics, 2019, 66(8): 6087-6097.

马越, 蔺红. 多代理技术下基于主从博弈的多微网系统经济优化调度[J]. 太阳能学报, 2024, 45(1): 574-582.

ZHONG W F, XIE S L, XIE K, et al.Cooperative P2P energy trading in active distribution networks: an MILP-based Nash bargaining solution[J]. IEEE transactions on smart grid, 2021, 12(2): 1264-1276.

穆程刚, 丁涛, 董江彬, 等. 基于私有区块链的去中心化点对点多能源交易系统研制[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(3): 878-890.

陈池瑶, 苗世洪, 姚福星, 等. 基于多智能体算法的多微电网-配电网分层协同调度策略[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(10): 57-65.

祝荣, 任永峰, 孟庆天, 等. 基于合作博弈的综合能源系统电-热-气协同优化运行策略[J]. 太阳能学报, 2022, 43(4): 20-29.

顾欣, 王琦, 胡云龙, 等. 基于纳什议价的多微网综合能源系统分布式低碳优化运行策略[J]. 电网技术, 2022, 46(4): 1464-1482.

田海东, 何山, 艾纯玉, 等. 计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略[J]. 电力系统保护与控制, 2024, 52(6): 29-41.

刘睿捷, 包哲静, 林振智. 考虑双层奖惩型碳交易机制的源网荷分布协同低碳经济调度[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(9): 11-20.

孙文杰, 武家辉, 张强. 基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化[J]. 电力系统保护与控制, 2024, 52(2): 26-38.

梁宁, 缪猛, 徐慧慧, 等. 考虑绿证-碳交易机制的综合能源系统双层优化调度[J]. 太阳能学报, 2024, 45(7): 312-322.

周天睿, 康重庆, 徐乾耀, 等. 电力系统碳排放流的计算方法初探[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(11): 44-49.

汪超群, 陈懿, 文福拴, 等. 电力系统碳排放流理论改进与完善[J]. 电网技术, 2022, 46(5): 1683-1693.

宋泽淏, 冯华, 陈晓刚, 等. 基于节点碳势的配电网分布式资源低碳调度策略[J]. 高电压技术, 2023, 49(6): 2320-2332.

杨毅, 易文飞, 王晨清, 等. 基于碳流追踪的电力系统源网荷低碳经济调度[J]. 电力建设, 2023, 44(5): 108-119.

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

基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

基于绿证-碳交易交互机制与合作博弈理论的IES系统低碳经济调度

飞轮储能系统含参数辨识的双矢量交替顺序模型预测控制

基于主从博弈的飞轮储能参与调频市场出清机制