基于讨价还价博弈的分布式能源合作收益分配策略

随着传统能源的日益枯竭与智能电网技术的不断发展,以可再生能源为主要形式的分布式能源(DERs)越来越多地以虚拟发电厂(VPP)的形式接入电力系统运行。然而,VPP内参与合作的DERs往往分属不同的利益实体,其合作博弈的性质及合作收益的公平、合理分配是十分重要的理论与实际问题。本文以多投资主体的VPP为研究对象,在两结算制能量市场下,采用计及风险的两阶段随机优化竞标模型作为DERs合作博弈的特征函数。立足于DERs的运行特性,深入分析了其合作剩余的产生原因,从物理含义及数学推导两方面证明了该合作博弈满足超可加性。针对收益分配问题,基于讨价还价博弈理论,通过效用函数反映风险厌恶程度,综合考虑边际贡献、间歇性电源的预测能力、平衡市场的惩罚力度等因素量化谈判力水平,从而建立了DERs联合参与短期能量市场的收益分配模型。通过对VPP的实际算例分析,验证了DERs合作博弈的超可加性以及收益分配模型的可行性与合理性。DERs合作博弈的超可加性为DERs的合作与推广奠定了理论基础;该收益分配模型可有效评价各DER的特性,保证分配的相对公平性、联盟的稳定性,并可对其行为形成正向激励和引导,提高其经济利益。