社会福利

新能源装机容量的逐年提升导致系统面临巨大的新能源消纳压力，跨区域省间电力现货市场作为区域电网中重要的电力余缺互济手段，仍面临市场运行效率较低以及省间壁垒严重的问题。如何进一步挖掘各省份的备用互济能力，缓解能源富余省份新能源弃电和部分省份电力紧缺问题，已成为下一阶段省间电力现货市场建设的关键抓手。以省间市场社会福利最大为目标，构建综合考虑各省备用缺额容量、备用空间互济以及省间输电费用与网损的省间电力现货出清模型。通过考虑备用互济的省间电力现货出清实现了省间电力资源的优化配置，有效降低省内新能源弃电电力，缓解区域内电力资源逆向分布。以IEEE 39节点系统和某网调电网构建省间电力交易出清算例，验证了所提模型的合理性和实用性。

可再生能源配额制（简称配额制）是当前中国可再生能源政策由固定溢价补贴制向政府政策与市场机制共同作用过渡的目标机制。随着电力体制改革不断深化，可再生能源政策将直接影响电力供应链主体博弈行为，造成不同的政策效应。鉴于此，考虑以消费端为配额义务考核主体并引入惩罚函数，构建包含发电企业、消费端在内的两级电力供应链纳什均衡博弈模型。该模型设置了3种政策情景：固定溢价补贴制、配额制和2种政策并行双轨制。通过算例仿真重点分析配额、罚金参数变化对配额制下各博弈主体最优交易电量和绿证价格的影响。考虑到政策的福利效应，比较了3种政策情景下社会福利差异。结果表明：配额制下可再生能源交易电量和绿证价格随配额的增加呈现先递增后递减趋势，随罚金参数的增大而增大；3种政策情景下社会福利函数关于配额的增加呈现倒“U”型分布；随着可再生能源市场份额增长，2种政策并行双轨制下的社会福利水平优于2种政策单独实施下的福利水平。

随着分布式资源接入技术和可交易能源市场的快速发展，海量异构多能产消者电热能源共享和源荷强不确定性给联盟能量管理带来极大挑战。基于此，提出一种基于核仁聚类估计和数据驱动分布鲁棒优化的海量异构多能产消者联盟能量管理策略。该方法以联盟及个体在多重不确定性影响下的社会福利最大为目标，建立了考虑电热网络动态差异性的海量产消者能量管理模型，以解决联盟能量管理可扩展性、公平性和隐私性难以兼顾的问题。另外，考虑到核仁计算的复杂度和源荷不确定性的不利影响，分别提出了基于高斯混合聚类的核仁估计方法和基于数据驱动Wasserstein距离的分布鲁棒优化模型，实现了模型求解速度与精度的均衡。算例结果表明，所提方法有效提升了产消者联盟在多重不确定性影响下的社会福利，实现了联盟能量管理可扩展性、公平性和隐私性的均衡，促进了更多的产消者参与本地能源点对点(peer-to-peer, P2P)交易。

为了缓解配电网分布式能源交易市场存在的计算压力大、个人隐私难以保护和抗干扰能力弱等问题，设计了一个考虑隐私保护和去中心化的分布式能源交易模式。首先，以社会福利最大化为目标构建了一个集中式的统一优化模型。然后，基于梯度上升和对偶分解方法对集中式模型进行分解，得到了相应的分布式的优化模型。进一步采用扩散策略，提出了一种基于组合适应的共识算法，旨在不引入市场组织者的情况下，仅通过主体间传递交易电价和供需不平衡电量等部分信息来实现市场的最优出清，并同时保护市场主体的个人隐私和减轻计算压力。最后，算例分析验证了该交易模式的有效性，以及在新能源出力不确定、市场主体加入退出等因素影响下的鲁棒性和可拓展性。

在借鉴国际经验基础上，从我国具体国情出发改革创新容量补偿机制，既是发现和补偿常规电源调节备用价值，保障电力中长期供应安全的现实需要，也是妥善处理市场化改革带来的发电环节搁浅成本，衔接改革前政策机制，实现社会福利最大化的要求。