社区储能的最优共享与公平成本分摊

本文研究一种由多栋建筑合作投资、用于利用现场可再生能源与进行电网电价套利的储能（ES）共享模型。为最大化经济效益，我们通过联盟博弈形式联合考虑储能容量配置、运行与成本分摊。特别地，我们研究一种基于核仁的公平事后成本分摊方法，其通过最小化所有参与者的最小不满意度来保障公平性。为克服由隐式特征函数引起的指数级计算负担，我们利用问题的稀疏结构，采用约束生成技术逐步逼近唯一的核仁。我们通过案例研究证明了该方法的公平性与计算效率，这是现有夏普利（Shapley）方法或比例法所不具备的。具体而言，对于20栋建筑，仅需特征函数的一小部分（小于1%）即可实现成本分摊，而夏普利方法需要指数级的信息量。尽管相较于比例法计算量有轻微增加，所提方法能确保公平性，而后者在某些情况下无法做到。此外，我们证明相较于独立储能（IES）模型，采用储能共享模型在单体建筑层面与社区层面均提升了经济效益。相应地，储能的整体价值得到显著提升（约为1.83倍）。