基于合作博弈理论的公寓虚拟发电厂技术经济分析：利用分布式能源资源（DERs） 作者：Janak Nambiar, Samson Yu, Ian Lilley, Hieu Trinh

《Automation》：A Techno-Economic Analysis Using DERs on Apartments as Virtual Power Plants Based on Cooperative Game Theory Janak Nambiar, Samson Yu, Ian Lilley and Hieu Trinh

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摘要

本研究对在公寓楼中部署分布式能源资源（DERs），尤其是光伏（PV）系统、蓄电池储能系统（BESSs）和电动汽车（EVs），并将其配置为虚拟电厂（VPPs）进行了技术经济分析。利用合作博弈论，该研究模拟了公寓居民（需求方）与公用事业运营商（电厂方）之间的战略合作，以最大化能源效率和经济效益。在15年的生命周期内，分析了VPP的结构，考虑了净现值（NPV）、投资回收期（PBP）以及政府补贴的影响。采用Shapley值来分配合作博弈框架中的利润，以确保根据各方的贡献进行公平分配。研究结果表明，这种配置方式提高了自给自足能力，减少了峰值负荷，并实现了互惠的财务收益。情景分析显示，政府对电厂方的补贴显著增加了合作成功的可能性，而DER成本的下降增强了VPP的经济可行性。研究发现，当允许电网套利并提供适度的政府补贴（光伏35%、蓄电池储能系统45%）时，配置为VPP的公寓大楼具有良好的经济可行性（投资回报率39%，投资回收期10.5年）和运营绩效（自给自足率70%，负荷峰值减少40%）。这项研究为城市能源规划和政策制定提供了一个可复制的模型，通过共享的DER基础设施和利益相关者的合作参与，促进了可持续的能源转型。

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