文献阅读07期：智网中动态电价对太阳能板普及的影响

[ 文献阅读·能源 ] Techno-economic analysis of the impact of dynamic electricity prices on solar penetration in a smart grid environment with distributed energy storage [1]

推荐理由：1.用斯塔克尔伯格博弈削峰填谷；2.利用动态电价提高需求侧太阳能板普及率；3.缓解弃电和光伏削减问题；4.吧供需双方经济结合起来；5.一个拥有597千瓦时电池的300兆瓦太阳能发电厂的太阳能普及率高达67.78%

1.摘要&简介

• 本文研究背景为有6万智能住宅的光伏装机容量400兆瓦的智能电网。
• 将斯塔克尔伯格博弈引入供应方，提高收益率的同时解决弃电和光伏削减问题。
• 四个指标用于研究整个网络的经济活力：能源平准化成本、储存平准化成本、回收期和净现值。

2.问题模型与求解方法

• 先从大流程图看本文的问题和求解办法：
  
• 容易发现的是，实时定价领域，大多数文献都采用了双层规划的优化方法，其本质上还是由于电力网络的两大主体所决定的：供电商和用户。如何高屋建瓴地制定决策（模型），从根本上决定了供给侧和需求侧的福利模式。

2.1.上层问题 - 供给侧利润最大化

• 直接上供给侧目标函数：
  $$\underset{0.02<P_{Ei}<0.20}{\min }{\sigma }_{E_{net}}+{\alpha }_1\ast {\sigma }_{P_E}-{\alpha }_2\ast \sum _{i=1}^{24}{P}_{E_i}{E}_{{\text{solar }}_i}\text{\hspace{1em}(4)}$$
• 其中：
  $${\sigma }_{E_{net}}=\sqrt{\frac{{\sum }_{i=1}^{24}{\left(E_{ne{t}_i}-\overline{E_{net}}\right)}^2}{N-1}}\text{\hspace{1em}(5)}$$
  $${\sigma }_{P_E}=\sqrt{\frac{{\sum }_{i=1}^{48}{\left(P_{Ei}-\overline{P_E}\right)}^2}{N-1}}\text{\hspace{1em}(6)}$$

2.2.下层问题 - 用户福利最大化

• 下层优化目标：
  $$\min \sum _{i=1}^{24}{P}_{Ei}\times \left(Q_{E_i}+E_{C_i}-E_{D{C}_i}\right)\text{\hspace{1em}(7)}$$
  至此，本文的核心内容便搞定了，方法还是双层优化的方法，详细请看最早那期能源文献阅读。

3.文献实验

参考文献

[1] Sheha M, Mohammadi K, Powell K. Techno-economic analysis of the impact of dynamic electricity prices on solar penetration in a smart grid environment with distributed energy storage[J]. Applied Energy, 2021, 282: 116168.