研究背景/選題意義/研究價值：

隨著全球能源需求和環境問題日益加劇，新能源的高效利用成為關鍵挑戰。研究聚焦于如何在多微電網系統中優化共享儲能分配，探索點對點的能源共享模式，以實現能源資源的高效分配與利用，推動能源低碳化轉型。這一研究的開展不僅為電網優化調度提供了創新思路，也推動了區域協同創新，具有廣泛的應用前景和社會價值。

主要研究內容：

本文提出了一種新穎的點對點（P2P）能源共享模型，該模型整合了SES系統，旨在有效利用可再生能源并促進微電網間的靈活能源交易。模型分為三個主要部分：第一部分是共享儲能（SES）的多目標最優配置方案，旨在最大化SES運營商的效益、最小化系統碳排放，并增強能源共享區域（ESZ）的可持續性；第二部分引入了基于改進的能源供需比（SDR）的內部定價機制；第三部分提出了ESZ的最優調度策略，包括住宅微電網的需求響應策略和SES的控制策略，目標是最小化多微電網系統的能源成本。為了解決這一復雜且受約束的模型，提出了一種基于廣義對抗學習和參考點的多目標黏菌算法（RMOSMA）。模擬結果表明，引入SES和能源共享促使多微網系統的運行成本減少了89.45%，并使得ESZ的可持續性指數增加了9.08%。提出的P2P交易機制能夠將內部交易價格嚴格鎖定在外部電網售購電價格之內，充分調動微電網參與P2P交易的積極性。

圖1 P2P能源共享模型整體架構圖

圖1展示了本文提出的P2P能源共享模型的整體系統架構。該架構包括N個微電網產消者，其中包括NR個住宅微電網（RM），其余為商業微電網（CM）和工業微電網（IM）。每個微電網產消者由可再生能源（RES）、負載、能源管理系統和智能電表組成。通過引入能源交易協調器（ETC），實現了對所有微電網和SES在ESZ中的統一管理，促進了微電網間的能源共享。

圖2 研究內容架構圖

擬議模型的研究架構如圖2所示。本研究提出的模型包括三個主要部分：SES的多目標優化配置模型、基于動態能源供需比（SDR）的P2P能源交易機制和ESZ的優化調度策略。首先，由SES運營商開發一個多目標優化配置模型，以實現SES運營商的利益最大化、ESZ的碳排放最小化和可持續性最大化。在第二部分中，基于三條規則設計了基于動態SDR的P2P能源交易機制，該機制在實際用電24小時后實施，無需在定價和控制活動之間進行迭代。最后，ETC執行優化調度模型，其中包括RM的需求響應策略和SES的控制策略，目的是使所有微電網的能源成本最小化。圖3展示通過RMOSMA、NSGA-II、MSCMO和MOEA/DD在測試函數C1_DTLZ1、C2_DTLZ2、C1_DTLZ3和C3_DTLZ4上得到的Pareto最優解，圖4呈現了不同對比場景下儲能的充放電功率及荷電狀態。

圖3 RMOSMA、NSGA-II、MSCMO和MOEA/DD算法測試圖

圖4 不同對比場景下儲能的充放電功率及荷電狀態

主要創新點：

1.將具有不同負荷特性的多個微電網和SES的區域定義為能量共享區。為了協調共享活動，引入了ETC的概念，從而消除了市場運營商和RES之間快速通信的需要，同時減少了測量和通信設施的數量。

2.與以往研究不同的是，本文不僅考慮了經濟效益，而且考慮了碳排放和可持續發展，構建了一個多目標最優配置模型，其中包含了SES系統的全生命周期壽命衰減模型。

3.提出了一種基于動態SDR的P2P能源交易機制。與以往的研究不同，本文將SES的價格機制納入P2P交易中，進一步增強了產消者參與P2P交易的動機。

4.將SES最優配置模型、P2P能源交易機制和ESZ最優調度策略集成在一起，構建了含復雜約束的高維、復雜、多層優化模型。提出了一種新的多目標算法來求解該模型，并通過實例分析證明了該算法的優越性。