随着可再生能源获取技术（如光伏、风力、水利发电等）的飞速发展及广泛应用，分布式可再生能源已逐步崛起，成为能源系统中不可或缺的重要组成部分。分布式可再生能源可为终端用户提供本地能源。因此，一些用户已从纯粹的能源消费者转变成能源生产者兼消费者（即产消者），他们既能消费能源也能生产能源。分布式可再生能源的大量普及为在电网边缘进行点对点（P2P）能源交易提供了可能。

    在电力市场领域，尽管现有研究证明了联盟博弈在P2P能源交易方面的有效性，但这些研究都是以可再生能源和电力负荷能实现精确预测为前提，忽视了现实世界中电力负荷的不确定性和可再生能源输出的随机性。在真实场景中，分布式能源交易系统存在多种类型的产消者。如果能将产消者的可再生能源有效整合起来，将为产消者创造可观的收益，还能提升整个电力系统的能效。现有的分布式能源交易研究只考虑产消者属于同种类型这一特殊场景，即所有产消者都只配备了太阳能板或都只配备了储能等，这严重限制了其在真实场景中的推广和应用。此外，部分现有研究是基于Shapley值理论，当产消者数量较多时，该方法的计算复杂度将迅速增加，使其在实际中难以处理。

    针对上述不足，本研究建立了一种新型产消者联盟博弈系统，在充分考虑太阳能输出和电力负荷不确定性的基础上，可最大化社区级P2P能源交易市场中所有产消者的集体收益。与现有研究相比，具有以下三方面创新性：

    (1) 所提联盟博弈方法能有效应对P2P能源交易环境中的不确定性。设计了联盟博弈规则以规范参与者的行为并减少产消者在随机能源交易环境中的财务风险。所提方法能很好地激励理性产消者参与能源交易合作。

    (2) 建立了理论分析框架，用于分析产消者联盟博弈的适用性和有效性。该框架严格证明了对于不同类型的产消者，通过形成联盟都能有效提高产消者的收益。

    (3) 提出了一种高效算法，该算法可用于求解产消者联盟博弈并确定产消者之间的最优利润分配。同不参与联盟博弈的产消者相比，利用本文提出的算法可以快速计算出一个基于Shapley值的能源交易策略，该策略可以确保参与联盟的产消者获得更多的收益。

毕霁超

数字经济研究所 博士

研究方向为数字经济、人工智能、工业软件等