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图1:系统模型
本文对储能供应商与用户的交互进行两阶段的建模。
第一阶段,在投资期限内,储能供应商决定储能装置最优的投资容量以及虚拟容量的最优价格。
第二阶段,每日运行时,用户决定其虚拟储能的购买容量以及不同时刻的充放电决策,之后储能供应商聚合所有用户的充放电决策来确定实体储能装置的运行。
在求解过程中,我们首先在用户的决策目标中加入对其充放电电量的惩罚项,从而解决用户充放电的多解问题。此外,我们证明,在惩罚项趋向于零时,用户的最优购买容量随虚拟容量价格的变化趋向于阶梯函数。基于此,我们采用搜索分段函数转折点的方式求解储能供应商的最优定价与投资策略。我们采用实际用户负荷和可再生能源发电的数据进行仿真。仿真结果显示我们可以投资建设较小容量的实体储能装置,以满足用户群体更大的储能容量需求。与此同时,对比用户自己安装实体储能装置的模式,我们的虚拟储能模式可以极大降低用户的用电成本。
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