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表1集中式电网架构和分布式电网架构对比
为解决上述问题,本文采用在集中式电网架构下,构建微网内用户之间分布式网络架构的异构混合网络,如图1所示。系统整体仍然是集中式的分层架构,但是在微网层,用户之间采用分布式的网络架构。这里的分布式指电能传输的分布式,信息通信的分布式,电能交易的分布式。在分布式的网络架构下,各个用户地位对等,不需要控制中心统一控制,各节点之间对等地交互自家的电量和电价信息。
相比传统集中式电网内控制中心统一管理所有用户数据,分布式网络架构将控制中心的权利下放给微网内各用户,各用户有权利直接进行一些决策。当用户发出电能需求时,微网内用户通过智能电表进行电力信息交互,然后选择最合适的方法进行电能购买。一方面,大大减轻了配电网控制中心的业务量,减轻了控制中心的负荷,提高了用户侧需求响应的效率,使得整个系统更加灵活;另一方面,用户利用自身分布式发电及储能装置,通过自主发电或储能,在分布式发电市场化交易中获取经济收益,并减少了对主网的依赖。
在该网络架构下,构建P2P电能交易系统稳态分析模型主要解决以下3个关键问题。
(1)从电能流的角度:分布式架构下,系统内电能流动也是分布式的,采用何种电能调度策略能减少传输损耗,最大化用户收益,是P2P电能交易系统的一个关键问题。
(2)从信息流的角度:由于DER位置的不确定
性及DER发电的不可控性,将给微网的通信网络带来挑战。因此,研究高效的双向通信系统将有助于利用可靠,实时的信息提高电网系统性能。
(3)从货币流的角度:P2P电能交易过程中涉及到用户支付问题,可以采用区块链技术来实现分布式记账,同时利用区块链技术本身特点,保障用户的隐私及交易安全,提高网络可靠性。
图1未来新型架构下的分布式微网P2P电能交易系统
2基于博弈论分布式电能优化调度策略
DER在微网渗透率的提高,使得在微网中电力流动呈现多样性的特点 用户不再只是从电网购电,还可以从自家的DER以及通过P2P电能交易系统从其他有多余电能的用户获取电能。相比于传统集中式电网,分布式电网电能调度更为复杂。可以将P2P电能交易系统看作一类自适应的分布式网络。此类网络具备自学习,自组织和自优化的特点[6]。前2个特点是自适应分布式网络本身具备的,而第3个特点则需要相应的分布式优化算法实现。相对于传统的分布式优化算法,博弈论考虑优化目标中多方对抗或合作的因素,基于博弈论模型研究分布式发电市场主体能更接近实际情况,反映了网侧与用户侧的独立决策过程,避免人的主观偏见,很好地体现参与者的主观能动性与个体理性,有助于解决分布式发电市场不同利益主体之间冲突问题,在一定程度上提高了微网的灵活性和智能性图为基于博弈论电能优化调度框架。
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