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储能系统技术 储能系统 地面光伏电站 ★ 5.0

激励能源市场中的社区自消费:基于合作博弈论的稳定联盟形成

Incentivising community self-consumption in energy markets: Stable coalition formation using cooperative game theory

作者 Khaled Abedrabboh · Luluwah Al-Fagih · Elena Parilin · Artem Sedakov
期刊 Applied Energy
出版日期 2025年1月
卷/期 第 399 卷
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统 地面光伏电站
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 Stable coalition formation among prosumers and consumers is proposed to enhance CSC.
语言:

中文摘要

摘要 本文研究了本地能源社区中产消者与消费者之间的联盟稳定性问题。通过运用合作博弈论,我们构建了联盟通过共享分布式能源资源(DERs)并优化电池储能系统(BESS)运行调度来最小化集体不适效用的模型。在联盟成员间的不适效用分配方面,采用了分配集重心值(CIS-value),以确保分配的公平性与计算上的可行性。分析重点在于联盟结构的稳定性,考虑了所有可能参与者的偏离行为。本文引入了一种阻断机制,即若某一成员因偏离而境况变差,则联盟可阻止该偏离行为。通过一个包含十名参与者的案例研究发现,稳定的联盟在降低成本、减少排放以及削减用电需求峰值方面能够取得更有效的成果。这些结果表明,采用具有联盟稳定性的合作博弈论方法能够提升本地能源社区中的社区自消费(CSC)水平。

English Abstract

Abstract This paper examines coalition stability among prosumers and consumers in a local energy community. Using cooperative game theory, we model how coalitions can minimise collective disutility by sharing distributed energy resources (DERs) and optimising battery energy storage system (BESS) operation schedules. For disutility allocation among coalition members, the center-of-gravity of imputation set value (CIS-value) is applied, ensuring equitability and computational feasibility. The analysis focuses on stability of coalition structures, where all possible players’ deviations are considered. A blocking mechanism is implemented, where deviations can be blocked by a coalition if one member is made worse off by the deviation. A case study involving ten players is presented, showing that stable coalitions lead to more effective outcomes in terms of cost, emissions, and demand peak reduction. These findings demonstrate that cooperative game theory with coalition stability can enhance community self-consumption (CSC) within local energy communities.
S

SunView 深度解读

该研究基于合作博弈论的联盟稳定性机制,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在社区能源管理中的应用提供理论支撑。通过优化BESS运行调度实现成本、碳排放和峰值负荷多目标协同,可直接应用于iSolarCloud平台的社区级能源管理算法开发。CIS-value公平分配机制可嵌入储能系统控制策略,提升多主体参与积极性。该模型对阳光电源拓展社区储能、虚拟电厂等新型商业模式具有重要参考价值,特别是在分布式光伏配储场景下实现经济性与稳定性的平衡优化。