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核心概念
為了解決分散式能源資源聚合商在電力市場中的報價問題，本文提出了一種考慮電網安全和儲能租賃機會的隨機斯塔克爾伯格博弈模型，並設計了兩種分散式解決方案，以在保護聚合商和電力公司隱私的同時，制定出經濟效益最佳且安全的報價策略。
摘要
文獻回顧
- 現代電力系統靈活性不足導致各種安全挑戰。
- 批發電力市場鼓勵配電網中的分散式能源資源（DER）聚合商參與市場競標，但這也帶來了潛在風險，即聚合商從市場獲得的電力可能會損害配電網的安全。
- 現有緩解配電網安全問題的方法主要分為事後和事前兩種方法。
- 事後方法通常假設配電系統運營商（DSO）可以直接監督聚合商在必要時交付的電力。
- 事前方法，如固定進出口限制、動態運行限制和動態運行範圍，在報價過程之前或同時建立一個電網安全報價範圍（NSOR），以劃定聚合商可接受的電力注入/提取邊界。
- 然而，這些方法可能會限制聚合商的報價功率範圍，從而損害其在批發市場的競爭力和盈利能力。
研究問題
- 由於共享經濟的興起，一些電力公司開始提供租賃公用事業擁有的共享儲能（SES）的服務。
- DER 聚合商可能會發現租賃和利用這種 SES 服務有利於提高其在批發市場的競爭力。
- 然而，SES 租賃機會的加入顯著增加了聚合商的報價過程的複雜性。
- 聚合商必須考慮聚合 DER、SES 的運行約束以及配電網的安全約束。
- SES 設備和 DER 可能位於不同的配電網母線上，因此需要考慮配電網潮流約束。
- SES 的所有者是電力公司而不是聚合商；電力公司可能會策略性地修改租賃價格（聚合商的費用），以優化其從 SES 租賃服務中獲得的收入。
- 聚合商必須在其報價過程中考慮到這一點，並設計一個最佳的租賃策略，以最大限度地提高預期報價收入。
- 這種情況在聚合商和電力公司之間引入了戰略互動或博弈，需要尊重雙方的隱私問題。
- 此外，對於許多聚合商來說，批發市場的結算價格在報價時是不確定的，而特定配電網母線上的電力注入也存在類似的
不確定性。 - 從聚合商的角度來看，電力公司對租賃價格的戰略調整也具有不確定性。
主要貢獻
- 提出了一種隨機斯塔克爾伯格博弈模型，該模型有效地 encapsulates 了聚合商和電力公司之間的複雜互動，這些互動源於在市場結算價格和電力注入不確定的情況下，與 SES 租賃和配電網安全相關的擔憂。
- 考慮到解決斯塔克爾伯格博弈模型的傳統方法通常需要向上級實體披露下級實體的私有模型，我們提出了兩種替代方法來保護隱私的分佈式解決方案。
研究方法
- 採用數據驅動的代理模型來近似批發市場結算價格與聚合商報價之間的關係。
- 提出了一個隨機斯塔克爾伯格博弈模型來描述電力公司和聚合商之間的戰略互動。
- 開發了兩種基於預測-然後-優化和端到端框架的分佈式解決方案方法，以在面對不確定性的情況下生成最佳和電網安全的報價，同時保護聚合商和電力公司的隱私。
研究結果
- 所提出的隨機斯塔克爾伯格博弈模型有效地捕捉了聚合商和電力公司之間的互動，這些互動是由於對 SES 租賃和配電網安全的擔憂，以及電力價格和注入的不確定性。
- 該模型旨在促進聚合商和電力公司雙贏的結果，為聚合商提供最佳和全面的電網安全報價策略，以及為雙方提供適當的 SES 租賃價格。
- 與通常限制報價功率範圍的傳統方法相比，所提出的模型使聚合商能夠戰略性地利用 SES 租賃機會，從而增強其在批發市場中的競爭地位。
- 考慮到解決斯塔克爾伯格博弈模型的傳統方法通常需要向上級實體披露下級實體的私有模型，我們提出了兩種替代方法來保護隱私的分佈式解決方案。
- 這些方法可以轉化為聚合商和電力公司的兩種不同的分佈式和協作（D&C）決策框架，允許它們在不必透露任何私有模型的情況下進行互動。
總結
本文針對具有公用事業擁有的 SES 租賃機會的 DER 聚合商提出了一種新的電網安全信息報價方法。首先，採用隨機斯塔克爾伯格博弈模型對電力公司和聚合商之間的戰略互動進行建模。隨後，開發了兩種分佈式解決方案方法，分別基於預測-然後-優化和端到端框架，以在面對不確定性的情況下生成最佳和電網安全的報價，同時保護聚合商和電力公司的隱私。
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Network-Security Informed Offer-Making of Aggregator with Utility-Owned Storage Lease Opportunity: Stochastic Stackelberg Game and Distributed Solution Methods
統計資料
引述
深入探究
在電力市場更加開放和去中心化的未來，聚合商和電力公司之間的合作模式將如何演變？
在電力市場邁向更加開放和去中心化的未來，聚合商和電力公司之間的合作模式預計將經歷以下演變：
從競爭走向合作共贏： 雖然當前聚合商和電力公司在某些方面存在競爭關係，但未來的趨勢將更偏向於合作共贏。電力公司可以利用聚合商整合分散式能源資源的能力，提高電網靈活性，而聚合商則可以借助電力公司的電網基礎設施和市場經驗獲取更多收益。
更緊密的數據共享和協同優化： 開放和去中心化的電力市場需要更透明和高效的數據共享機制。聚合商和電力公司需要建立互信的合作關係，共享更多數據，例如電網運行狀態、用戶用電信息等，以便進行更精準的預測和協同優化，提高電力系統的整體效率。
基於區塊鏈技術的點對點交易： 區塊鏈技術的應用將促進點對點電力交易的發展，聚合商可以直接與電力公司或其他市場參與者進行交易，減少中間環節，提高交易效率和透明度。
新型商業模式的出現： 隨著電力市場的演變，聚合商和電力公司之間可能會出現更多新型商業模式，例如聯合提供輔助服務、共同開發虛擬電廠等，以滿足不斷變化的市場需求。
總之，在電力市場更加開放和去中心化的未來，聚合商和電力公司之間的合作將更加緊密，雙方將共同探索新的合作模式，以實現互利共贏，並促進電力系統的可持續發展。
如果電力公司並非總是公平行事，例如為了自身利益而操縱電網安全評估結果，聚合商應該如何應對？
面對可能存在不公平行為的電力公司，聚合商可以採取以下應對措施：
提高自身技術能力： 聚合商應提升自身對電網安全評估的技術能力，獨立評估電力公司提供的數據和分析結果，避免被單方面的信息誤導。
尋求第三方監管機構介入： 當懷疑電力公司存在不公平行為時，聚合商可以向電力市場監管機構或其他第三方機構舉報，尋求公正的調查和仲裁。
聯合其他聚合商共同抵制： 聚合商可以聯合起來，形成更強大的話語權，共同抵制電力公司的 unfair play 行為，例如拒絕接受不合理的電網安全評估結果，或聯合向監管機構施壓。
採用基於區塊鏈的透明交易機制： 區塊鏈技術可以提高電力交易數據的透明度和可追溯性，減少電力公司操縱數據的可能性，保障聚合商的利益。
積極參與市場規則制定： 聚合商應積極參與電力市場規則的制定，推動建立更加公平、透明的市場機制，例如引入第三方評估機構、制定更嚴格的懲罰措施等，從制度上防範電力公司的 unfair play 行為。
總之，面對可能存在不公平行為的電力公司，聚合商需要保持警惕，積極採取措施維護自身權益，並推動建立更加公平、透明的電力市場環境。
隨著人工智能和機器學習技術的進步，如何利用這些技術來進一步優化聚合商的報價策略和提高電力系統的整體效率？
人工智能和機器學習技術的進步為優化聚合商報價策略和提高電力系統整體效率提供了新的途徑：
更精準的市場價格預測： 利用機器學習算法分析歷史市場數據、天氣信息、電力需求等因素，構建更精準的市場價格預測模型，幫助聚合商制定更具競爭力的報價策略。
優化分散式能源資源調度： 基於強化學習等人工智能技術，開發自適應的 DERs 調度策略，根據市場價格變化、電網安全約束等因素，動態調整 DERs 的出力，最大化聚合商收益。
預測電網安全約束： 利用機器學習算法分析電網拓撲結構、負載數據、DERs 分佈等信息，預測電網安全約束的變化趨勢，幫助聚合商制定更安全的報價策略，避免違反電網安全約束。
自動化報價策略生成： 基於深度學習等技術，開發自動化報價策略生成模型，根據市場環境變化、電網安全約束、DERs 運行狀態等因素，自動生成最優的報價策略，提高聚合商的市場競爭力。
促進電力系統協同優化： 利用人工智能技術構建聚合商、電力公司、用戶之間的信息共享和協同優化平台，實現電力系統資源的優化配置，提高電力系統的整體效率和可靠性。
總之，人工智能和機器學習技術的應用將為聚合商報價策略的優化和電力系統效率的提升帶來巨大潛力。聚合商應積極 embrace 這些新技術，不斷探索其應用價值，以提升自身競爭力和推動電力系統的智能化發展。
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