一种产消者实时性自组织能量挂牌交易方法

1.本发明涉及电力与能源技术领域，具体涉及一种产消者实时性自组织能量挂牌交易方法。


背景技术：

2.全球能源格局正在发生深刻变化，能源结构正朝着多元化、清洁化和低碳化的方向发展。从能量交易的角度来看，全球能源格局的变化也促使跨区域、跨行业之间在需求侧进行点对点(peer-to-peer,p2p)的能量交易，以消纳高比例可再生能源。
3.对于p2p能量交易机制的建模，当前研究中主要有以下几种交易机制：1、采用先到先得的交易方式，在该交易模式中，代理商将完全按照用户提交交易信息的顺序组织市场交易，直到交易无法继续。然而，这种交易模式具有随机性，显然无法保障用户利益能够最大化；2、采用多边交易的方式，在该交易模式中，多个用户之间采用多边谈判的机制，步步逼近，实现个体利益最优。然而，多边谈判过程复杂，难以保障交易的实时性与及时性。因此，有必要探讨一种能兼具实时性与个体利益最优性的交易机制，提升能量交易效率，提升能量利用率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种产消者实时性自组织能量挂牌交易方法。与现有技术相比较，本专利技术兼具实时性与个体利益最优性，能大大提高能量交易效率，提升用户/社会的能源利用率。
5.本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
6.1.产消者实时性自组织能量挂牌交易方法
7.(1)产消者计划交易量
8.假设在一个能量交易周期θe中，产消者pr只能是卖者或者买者，不能同时兼具两个身份。设在θe中，产消者pr的能量供应(即产能)和需求(即消耗)分别为与则在该时段pr在能量交易市场中的计划交易量可计算如下：
[0009][0010]
式(1)中，如果则代表pr在θe中有能量冗余，其在能量交易市场中的身份为卖者，记为反之，若则表示pr在θe中有能量缺额，其在能量交易市场中的身份为买者，记为
[0011]
(2)股票挂牌模式下的能量市场实时性自组织交易方法
[0012]
a.交易规则：
[0013]
该方法提供了一种交易机制，通过这种机制，买卖双方能够以负荷聚集商为交易媒介进行双边谈判，以解决其自身的能量需求。
[0014]
首先，产消者在一个能量交易周期内需要将自身的计划交易量与出价提交给相应
的负荷聚集商，负荷聚集商将根据产消者提交交易信息的顺序为其提供交易信息挂牌服务。其中，先提交交易信息的产消者能优先寻找交易对象。当在同一交易时段有多个潜在的交易对象时，产消者会优先选择与能够最大化自身利益的一方进行双边谈判，谈判成功后交易双方需将本次交易的交易量与交易价格报送给负荷聚集商进行确认，负荷聚集商负责根据本次交易信息将对应的交易量传输给相应的产消者。如此往复，直至产消者的计划交易量完全被满足/市场中不存在满足其要求的交易对象，产消者退出能量交易市场。
[0015]
b.具体实施过程
[0016]
设能量交易市场中产消者集合p＝[p1,p2,
…
,pn],|p|＝n。每个产消者的出价与计划交易量集合分别为ρ＝[ρ1,ρ2,
…
,ρn],|ρ|＝|ξ|＝n。在能量交易周期θe中，假设产消者向负荷聚集商提交交易信息的顺序为|s|＝n，则最早提交交易信息的产消者可通过式(2)判别：
[0017][0018]
式(2)中，pm表示最早提交交易信息的产消者的编号。
[0019]
由此，即可通过式(3)筛选出产消者pm潜在交易对象的集合pm[0020][0021]
式(3)中，pn表示集合p＝[p1,p2,
…
,pn]中的任一元素，pn∈p,n≠m，约束条件中与分别表示pm与pn的计划交易量，与分别表示pm与pn的出价。该约束确保了交易双方在此交易周期的角色是不同的，且买者的价格必须大于卖者。
[0022]
因此，产消者pm潜在交易对象的集合pm＝k。则，可得pm潜在交易对象的出价与计划交易量集合为与
[0023]
在能量交易市场中，在满足交易条件的情况下，为了最大化自身利益，对买者而言，更愿意选择与出价更低的卖者交易；相反地，卖者更愿意与出价更高的买者交易，故而pm通过式(4)筛选最优交易对象如下：
[0024][0025]
式(4)中，表示pm筛选出的能最大化自身利益的交易对象的报价。因此，双边谈判过后的最终成交价与成交量计算如式(5)-(6)所示：
[0026][0027][0028]
式(5)中，表示双方交易的最终成交价，式(5)表示最终成交价将收敛于双方价格的平均值；式(6)中，表示双方交易的成交量，式(6)表示最终成交量为交易双方预期交易量中较小者。如果则表示此时产消者pm已达到能量平衡，退出交易市场(7),并通过式(8)更新的预计交易量。
[0029]
[0030][0031]
如果则表示产消者pm通过交易未能达到能量平衡但能量市场中已仍存在满足pm报价的交易方，可进行进一步交易。式(9)更新了pm的预计交易量；同时，产消者通过该交易达到了自身能量平衡，退出pm的潜在交易对象集合(10)与交易市场(11).
[0032][0033][0034][0035]
如果则表示pm此时产消者未能达到能量平衡同时能量市场中已不存在满足pm报价的交易方，此时pm退出交易市场(7)，产消者通过该交易达到了自身能量平衡，退出pm的潜在交易对象集合(10)与交易市场(11).
[0036]
如此往复，直到表示能量市场中已没有尚为进行能量交易的产消者，此时能量交易结束，负荷聚集商将根据最终交易情况将能量传输给相应的产消者。
[0037]
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0038]
1、本专利兼具实时性与个体利益最优性，简化了交易机制，能有效提升用户进行能量交易的效率；
[0039]
2、本专利能显著提高用户/社会的能源利用率。
附图说明
[0040]
图1为本发明一种产消者实时性自组织能量挂牌交易方法流程图。
具体实施方式
[0041]
(1)产消者计划交易量
[0042]
假设在一个能量交易周期θe中，产消者pr只能是卖者或者买者，不能同时兼具两个身份。设在θe中，产消者pr的能量供应(即产能)和需求(即消耗)分别为与则在该时段pr在能量交易市场中的计划交易量可计算如下：
[0043][0044]
式(1)中，如果则代表pr在θe中有能量冗余，其在能量交易市场中的身份为卖者，记为反之，若则表示pr在θe中有能量缺额，其在能量交易市场中的身份为买者，记为
[0045]
(2)股票挂牌模式下的能量市场实时性自组织交易方法
[0046]
a.交易规则：
[0047]
该方法提供了一种交易机制，通过这种机制，买卖双方能够以负荷聚集商为交易媒介进行双边谈判，以解决其自身的能量需求。
[0048]
首先，产消者在一个能量交易周期内需要将自身的计划交易量与出价提交给相应
的负荷聚集商，负荷聚集商将根据产消者提交交易信息的顺序为其提供交易信息挂牌服务。其中，先提交交易信息的产消者能优先寻找交易对象。当在同一交易时段有多个潜在的交易对象时，产消者会优先选择与能够最大化自身利益的一方进行双边谈判，谈判成功后交易双方需将本次交易的交易量与交易价格报送给负荷聚集商进行确认，负荷聚集商负责根据本次交易信息将对应的交易量传输给相应的产消者。如此往复，直至产消者的计划交易量完全被满足/市场中不存在满足其要求的交易对象，产消者退出能量交易市场。
[0049]
b.具体实施过程
[0050]
设能量交易市场中产消者集合p＝[p1,p2,
…
,pn],|p|＝n。每个产消者的出价与计划交易量集合分别为ρ＝[ρ1,ρ2,
…
,ρn],|ρ|＝|ξ|＝n。在能量交易周期θe中，假设产消者向负荷聚集商提交交易信息的顺序为|s|＝n，则最早提交交易信息的产消者可通过式(2)判别：
[0051][0052]
式(2)中，pm表示最早提交交易信息的产消者的编号。
[0053]
由此，即可通过式(3)筛选出产消者pm潜在交易对象的集合pm[0054][0055]
式(3)中，pn表示集合p＝[p1,p2,
…
,pn]中的任一元素，pn∈p,n≠m，约束条件中与分别表示pm与pn的计划交易量，与分别表示pm与pn的出价。该约束确保了交易双方在此交易周期的角色是不同的，且买者的价格必须大于卖者。
[0056]
因此，产消者pm潜在交易对象的集合pm|＝k。则，可得pm潜在交易对象的出价与计划交易量集合为与
[0057]
在能量交易市场中，在满足交易条件的情况下，为了最大化自身利益，对买者而言，更愿意选择与出价更低的卖者交易；相反地，卖者更愿意与出价更高的买者交易，故而pm通过式(4)筛选最优交易对象如下：
[0058][0059]
式(4)中，表示pm筛选出的能最大化自身利益的交易对象的报价。因此，双边谈判过后的最终成交价与成交量计算如式(5)-(6)所示：
[0060][0061][0062]
式(5)中，表示双方交易的最终成交价，式(5)表示最终成交价将收敛于双方价格的平均值；式(6)中，表示双方交易的成交量，式(6)表示最终成交量为交易双方预期交易量中较小者。如果则表示此时产消者pm已达到能量平衡，退出交易市场(7),并通过式(8)更新的预计交易量。
[0063]
[0064][0065]
如果则表示产消者pm通过交易未能达到能量平衡但能量市场中已仍存在满足pm报价的交易方，可进行进一步交易。式(9)更新了pm的预计交易量；同时，产消者通过该交易达到了自身能量平衡，退出pm的潜在交易对象集合(10)与交易市场(11).
[0066][0067][0068][0069]
如果则表示pm此时产消者未能达到能量平衡同时能量市场中已不存在满足pm报价的交易方，此时pm退出交易市场(7)，产消者通过该交易达到了自身能量平衡，退出pm的潜在交易对象集合(10)与交易市场(11).
[0070]
如此往复，直到表示能量市场中已没有尚为进行能量交易的产消者，此时能量交易结束，负荷聚集商将根据最终交易情况将能量传输给相应的产消者。