集群可时移负荷消纳清洁能源的激励机制研究

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在全球能源低碳化和我国“碳达峰、碳中和”的双重推动下,大力发展以风力发电和太阳能光伏发电为主导的新型电力系统成为能源转型的必然趋势。随着高比例清洁能源的接入,调节能力的缺乏成为新型电力系统亟待解决的难题。在电源侧的调节能力开发陷入瓶颈的背景下,如何挖掘负荷侧蕴含的数量巨大、成本低廉的调节能力,成为解决电网调节能力严重不足的关键。针对负荷侧可时移负荷总量庞大、个体规模微小以及个体行为差异难以直接调度等特点,立足于委托代理理论,结合不同负荷侧主体的用电行为特征,对考虑行为差异化的激励机制以及最优激励合同展开了相关研究。在总结已有负荷侧调节能力激励机制设计研究成果的基础上,将负荷侧电力用户的行为偏好进行分类和量化,并将利益各方信息不对称性特征引入激励机制和最优激励合同设计中来,使其更为客观、准确和科学,从而实现用户侧调节能力释放最大化。也能够更有针对性地挖掘负荷侧可时移负荷(Shiftable Loads,SLs)用户的调节能力。基于上述问题和设想,从SLs用电偏好为出发点,依据其参与需求响应(Demand R esponse,DR)的主动性和自身舒适度及经济偏好度密切关系,将SLs用户划分为经济型用户(Economical Users,EUs)、标准型用户(Standard Users,SUs)和舒适型用户(Comfortable Users,CUs)。考虑了负荷聚集商(Load Aggregator,LA)和SLs用户之间的利益平衡问题和资源稀缺性对激励机制的影响。基于委托——代理理论建立了S Ls用户的偏好占比、效用损失成本、经济产出、激励合同和随机因素等各种基本假设,应用经济学中的效用损失理论定量化SLs用户的参与成本,构建了用户参与DR建立了两种信息情况下的最优激励机制模型,并得到了最优激励合同表达式。MATLAB仿真表明,挖掘深度、激励顺序、激励强度、保留收益、资源稀缺性、风险规避度等六个因素对LA调度SLs用户参与DR具有重要影响,因此提出了考虑SLs用户用电偏好的(Considerin g User Comfort Preferences,CUCP)最优激励调度策略。为验证提出的激励机制、最优激励合同和最优激励策略的实施效果,结合现实中的实际问题,设计了以单个LA管理的3万户户用电采暖用户的算例样本。将CUCP策略与不考虑用户用电偏好的激励调度策略进行了对比。结果表明,在采用相同的最优激励合同方式下,CUCP策略能够显著提高SLs用户参与DR的满意度。此外,在经济收益方面,CUCP策略能够为LA提供更大容量的调节能力,从而获得更多的经济收益。证明了最优激励合同和最优激励调度策略所代表激励机制的有效性和实用性。结合算例结果为政府、新能源发电商和LA调度SLs用户参与DR提出对策建议,为LA在实际运营工作中激发SLs参与积极性提供了决策支持。
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