Toma de decisiones distribuida en una red eléctrica compartida: un marco de teoría de juegos para sistemas integrados...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Sistemas de Energía
• Teoría de Juegos
• Economía Computacional

Sus antecedentes:

• Los avances en la conversión de energía a gas (P2G) y los mercados de energía locales ofrecen un nuevo valor para los distribuidores de gas (GD) a pequeña escala.
• Existe una investigación limitada sobre la colaboración de múltiples GD dentro de una única red eléctrica en mercados de energía locales, lo que conlleva riesgos de ineficiencia e desequilibrio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un novedoso marco de juego heterogéneo para coordinar múltiples GD en mercados integrados de electricidad y gas.
• Abordar los desafíos de la coordinación del flujo de potencia óptimo (OPF) y el control del flujo de gasoductos simultáneamente.
• Garantizar la equidad del mercado y la estabilidad operativa entre los GD participantes.

Principales métodos:

• Integración de un problema de equilibrio de Nash mixto (MI-NEP) para el control del flujo de gasoductos y un problema de equilibrio de Nash generalizado (GNEP) para la coordinación OPF.
• Desarrollo de una solución de computación colaborativa utilizando el método de mejor respuesta (BR) y un algoritmo inspirado en Korpelevich.
• Análisis de redes integradas de electricidad y gas a través de estudios de caso exhaustivos.

Principales resultados:

• El algoritmo propuesto converge en 10 iteraciones con un error residual inferior a [Fórmula: véase el texto].
• Demostró una coordinación eficaz para múltiples GD en una red eléctrica de 10 nodos acoplada con redes de gas de 7 y 20 nodos.
• Logró la equidad del mercado al eliminar las disparidades de costos entre agentes similares.

Conclusiones:

• El marco de juego heterogéneo permite con éxito una colaboración eficiente y justa entre múltiples GD a pequeña escala en mercados de energía locales.
• La solución computacional desarrollada proporciona soluciones de equilibrio de Nash estables y fiables para sistemas de energía integrados.
• Esta investigación cierra una brecha crítica en la comprensión de la coordinación multiagente dentro de sistemas interconectados de distribución de electricidad y gas.