[论文解读] Loss Allocation in Joint Transmission and Distribution Peer-to-Peer Markets
本文提出一个凸优化、市场清算框架用于去中心化 P2P 电力市场，包含传输系统运营商和配电系统运营商作为活跃市场参与者，并引入损耗分配政策以研究它们对价格和公平性的影响。
Large deployment of distribute energy resources and the increasing awareness of end-users towards their energy procurement are challenging current practices of electricity markets. A change of paradigm, from a top-down hierarchical approach to a more decentralized framework, has been recently researched, with market structures relying on multi-bilateral trades among market participants. In order to guarantee feasibility in power system operation, it is crucial to rethink the interaction with system operators and the way operational costs are shared in such decentralized markets. We propose here to include system operators, both at transmission and distribution level, as active actors of the market, accounting for power grid constraints and line losses. Moreover, to avoid market outcomes that discriminate agents for their geographical location, we analyze loss allocation policies and their impact on market outcomes and prices.
研究动机与目标
- 在去中心化电力市场中将传输系统运营商和配电系统运营商作为活跃市场参与者。
- 在统一的市场清算框架中考虑电网约束与线路损耗。
- 引入并评估影响市场结果与公平性的损耗分配政策。
- 使端到端市场均衡反映电力系统约束和损耗（端元 P2P 市场）。
- 为在不同损耗分配方案下的支付公平性评估提供基础。
提出的方法
- 将受益方、TSO、DSO 与市场运营者合并为单一凸优化问题，形成统一的市场清算优化。
- 使用线性/凸近似的交流功率潮流（基于 PTDF）来表示线路通量和损耗。
- 引入一个损耗分配矩阵 A 将线路损耗在交易和参与者之间进行分配。
- 提出两种损耗分配政策：损耗社会化（A^soc）和个体分配（A^ind），以及组合政策 A = χ A^soc + (1−χ) A^ind。
- 证明市场均衡对应通过等价全局优化（5）求解的纳什均衡。
- 讨论通过 ADMM 的潜在去中心化清算分解。
实验结果
研究问题
- RQ1不同的损耗分配政策如何影响联合 TSO-DSO 去中心化市场中的能源交易价格和参与方的支付？
- RQ2将电力损耗作为市场产品以及显式的 TSO/DSO 互动对市场的可行性与公平性有什么影响？
- RQ3去中心化市场能否表述为一个能产生纳什（均衡）结果的凸优化问题？
- RQ4社会化与个体化损耗分配的组合如何影响公平性与效率？
主要发现
- 损耗分配政策直接影响市场结果和交易价格，包括每个参与者的感知价格 π_i。
- 能源价格和损耗价格通过电网约束相联系，因此损耗分配系数也会影响能源价格。
- 损耗社会化使成本在参与者之间平均分配，减少地理歧视但不能体现交易的局部冲击。
- 个体化损耗分配将损耗分配给产生损耗的具体交易，促进局部性但可能不利于远距离参与者。
- 两种政策的线性组合（A = χ A^soc + (1−χ) A^ind）提供了公平性与本地负责任之间的可调平衡。
- 该框架通过在 P2P 市场环境中考虑 TSO/DSO 的约束，实现公平性评估和内生市场均衡。
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