能源互联网中,如果存在大量的自能源接入能源互联网参加能源交易,从能量流动角度看,由于能量的单向传输性,在某一时刻自能源可能既是能源供应者,又是能源需求者,也可能是能源均衡者,进行能源的购买或销售。尽管这些自能源是由能源生产、存储单元及负荷自由组合而成,但对于能源互联网来说,参加能源交易的自能源都可以等效成能源生产单元或是负荷单元,为方便表述,能源互联网中的自能源可以表述为WE={WE1,WE2,…,WEh}。为了更加形象地描述自能源的三种类型,本书中做出如下定义:
1)多能自能源:在一段时间,当自能源内部的能源生产单元的出力与能源存储单元释放能量的总和大于负荷的总需求与能源存储单元储能之和时,此时自能源有能力向能源互联网中其他自能源供应能源,那么我们就称之为多能自能源,其内部能量关系如下:
式中,PEP为能源生产单元出力;PdES为能源存储单元释能功率;PcES为能源存储单元储能功率;PUL为自能源内负荷需求。
2)少能自能源:在一段时间内,当自能源内部的能源生产单元的出力与能源存储单元释放能量的总和小于负荷的总需求与能源存储单元储能之和时,此时自能源可以根据负荷性质和能源存储单元储能的必要性,切除一些正在储能的能源存储单元和一些可中断负荷,或者根据当时其他自能源报出能源价格选择从能源互联网中其他自能源购买能源,那么这样的自能源我们称之为少能自能源,其内部能量关系如下:
3)平衡自能源:在一段时间,当自能源内部的能源生产单元的出力与能源存储单元释放能量的总和等于负荷的总需求与能源存储单元储能之和时,此时自能源内部处于自产自销的状态,我们称这样的自能源为平衡自能源,其内部能量关系如下:(www.daowen.com)
根据多能自能源的运行成本和少能自能源的能源需求度,我们可以把能源的交易类型分为实时交易、定价交易和限价交易。
1)实时交易:对于一些多能自能源,在能源存储单元接近满充状态,产能成本较低的情况下(例如风能和太阳能电站),所产生的能量远远超出自身的需求,这些多能自能源想要出售自身过剩的能源而不需要考虑交易价格。在自能源竞价过程中,这些自能源按报价时间顺序直接匹配报价较高的少能自能源。相似地,一些接近满放状态的少能自能源,由于自身产能不能满足负荷需求而急需其他自能源向其供应能源,这些参加实时交易的少能自能源不考虑能源价格,按时间顺序与报价较低的多能自能源匹配。
2)定限交易:与实时交易相比,参与定限交易的多能自能源可以通过降低输出功率来减少运行成本,因此这类多能自能源可以将能源出售价格限定在一定范围内。如果成交价格超出了其限定范围,多能自能源将可以将输出功率降到自身负荷大小来节约运行成本。而对于参加定限交易的少能自能源,其负荷需求可以根据电价进行调整转移或者能源存储单元可以接受一定范围内的卖价。
3)定价交易:与定限交易相比,参与定价交易的多能自能源既可以向少能自能源出售能源,也可以为自身能源存储设备充能或者降低输出功率。然而,如果参加定价交易的多能自能源自身产能成本要高于从其他的自能源购买能源的价格,多能自能源可以转变为少能自能源,从而从能源互联网中购买能源为负荷、储能单元供能。
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