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面向分布式主体的可交易能源系统:体系架构、机制设计与关键技术(2)

北极星智能电网在线  来源:电力系统自动化    2018/3/6 8:19:57  我要投稿  

6)其他增值服务以及一些可转让的金融合约等,也可以在交易平台上进行交易。

由此,在该交易机制下,交易是去中心化的,交易双方可以自由选择交易的达成,不需要经过第三方审核;交易标的是多样化的;交易类型是跨时间尺度的,交易执行是自动化的。可交易能源系统不仅能满足微观层面上交易主体的经济效益和各类个性化需求,也能满足宏观层面上系统供需平衡、系统优化运行等的调节需求。

2.3可交易能源系统的运行方式

1)交易的发起

交易分为自动发起和人工发起两大类。自动发起交易的交易逻辑简单,发起过程易于规范化,可编程控制,能够自动化实现,做到“实时监测,自动发起”,如能量交易中,生产型消费者利用实时监测数据,综合发电预测、负荷预测、储能预测与实时电价预测的结果做出交易决策,交易的时间、功率等要素确定后,以标价挂牌方式向交易平台上其他成员提出交易请求,该类型交易按照标准化的格式发起;人工发起交易随机性较高,个性化因素较多,如售电商偏差调节的交易,配电运营商减小网损的交易等,发起不易完全自动化实现,往往需要人工辅助,甚至完全由人工发起,该类型交易的发起格式也不固定,在紧急情况下可以按照标准格式发出,以得到自动化回应。

2)交易的确认

在交易的确认环节,也区分出自动确认和人工确认两大类。对于标准格式发出的交易请求,智能决策系统能够结合自身信息做出自动回复,交易的发起方在收到多个回复时,参照时间优先、价格优先等原则进行自动确认;对于非标准格式发出的交易请求,需要经过人为决策作出回复,交易也可能要经过双方多次的协商才能得到最终确认。一旦交易经过确认,将自动转换为标准合约。合约包含交易的时间、交易的内容等,由交易双方自动存储,以备交易验证和最终结算。

3)交易的执行

交易的执行环节为统一的自动执行,由成员的自动执行终端完成。该终端能对分布式电源、分布式储能、智能用电设备的运行状态、输出/消耗功率等物理量进行控制,严格按照已确认的标准交易合约内容,在约定的时间执行。同时,无论是否有交易在执行,成员的输入输出功率、时间等关键指标均由智能电表不间断监测并存储。

4)交易的验证

交易验证时只需对成员智能电表的历史监测数据进行分析,对照合约就能评定各自的履约状况,该功能由成员的智能验证终端完成,最终将评定结果自动存储。评定结果也可以作为成员信用等级的判定标准,在可交易能源系统引入信用体系和惩罚机制后,进一步减小交易的不确定性。

2.4可交易能源系统的效益分析

现有机制下,售电商面向终端用户的销售电价通常是固定的,分布式发电的余量通常被售电商收购,在本文中我们假设为实时电价收购;可交易能源机制下,分布式发电将不再被收购,而完全以点对点交易售出,与现有机制相比,成员在可交易能源机制下有获利的空间:

1)对于生产型消费者,当实时电价低于销售电价时,其可以按某个高于实时电价但低于销售电价的价格与其他终端用户达成交易;当实时电价高于销售电价时,可以按某个低于实时电价的价格与售电商达成交易。由于销售电价通常高于实时电价,生产型消费者收入得到提升。

2)对于普通消费者,当实时电价低于菜单电价时,可以从其他生产型消费者处购买到低于销售电价的电量,降低购电成本。

3)对于售电商,当实时电价高于销售电价时,有可能从其他生产型消费者处购买到低于实时电价的电量,此外售电商可以通过分布式能量或容量交易调整偏差,满足其风险规避需求。

4)对于配网运营商,可交易能源机制下可以通过交易满足其各种辅助服务需求。

3可交易能源系统的支撑技术

可交易能源系统中,去中心化的交易体系以及自动化的交易决策和执行等,均需要各类先进设备和技术的支撑。包括但不局限于以下几类:

1)精准预测技术:可交易能源系统中许多决策的制定都是基于预测值,由于交易大多为实时和短期的,提供超短期和短期精准预测值能有效提升交易的可靠性、平衡调节的准确性等。

2)智能决策系统:智能决策系统用于代替人工,在实时价格,节点供需预测值等参数输入下,以自身经济优化为目标制定交易计划,签署交易和储能的充放电管理等。

3)自动执行终端:主要完成交易的自动执行,如按照交易内容控制功率流的流动时间、方向、大小等。

4)智能监测技术:具备实时监测流入流出节点功率,并将监测值存储的功能,以备最终结算。

5)实时交易验证:通过监测数据,利用大数据分析得出交易是否被执行的结论。

6)区块链技术:网络不具备中央服务器,所有节点平权,具备可追溯性、强壮性,能为可交易能源平台提供底层技术支持。

7)配网运行控制技术:配网运营商需要对系统运行进行监测,能够实现配网实时的运行控制、拓扑重构与降损分析,并在违背安全约束时进行交易削减或采取其他措施。

4结语

1)可交易能源是能源系统未来的发展方向,将与分布式电源、储能的发展相互促进,互为支撑。符合新经济下共享、平等、开放、对等的“互联网+”精神,是互联网思维在电力行业的典型体现。

2)文章强调面向分布式和配网层面的限定,在该限定下可交易能源系统的研究将更加具备可行性和必要性。通过对具体的交易关系梳理与机制设计,呈现出具体场景下可交易能源系统的运行方式,并分析了支撑可交易能源系统运行的关键技术需求与实施难点。

3)经过本文相关的顶层和细节设计,也显现出目前可交易能源还未涉及的论点,如关键技术、运行模拟等,将在后续的研究中进一步进行。(陈启鑫, 王克道, 陈思捷, 等)

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