Distribution Network Congestion Management via Strategic Aggregator Intervention in Local Energy Markets
作者: Ioanna Kalospyrou, Solomon Brown
分类: eess.SY
发布日期: 2026-06-25
备注: Accepted for presentation at the 22nd International Conference on the European Energy Market (EEM26), Trondheim, Norway, 2026
💡 一句话要点
通过战略聚合器干预优化地方能源市场以管理配电网络拥堵
🎯 匹配领域: 支柱四：生成式动作 (Generative Motion)
关键词: 配电网络 地方能源市场 聚合器干预 拥堵管理 分布式能源 社区福利 电力流 非线性模型
📋 核心要点
- 低压配电网络中分布式能源资源的高渗透率导致拥堵问题日益严重，现有地方能源市场未能有效内化网络约束。
- 本文提出了一种聚合器干预机制，通过市场参与注入额外供应并触发重新清算，以部分内化配电级拥堵。
- 实验结果表明，聚合器参与能够降低热负荷并保持社区福利，相较于仅依赖DSO的控制，混合机制表现出更强的技术性能。
📝 摘要（中文）
随着分布式能源资源的高渗透率，低压配电网络中的拥堵问题日益严重，而地方能源市场（LEMs）在优化社区福利时并未明确考虑网络约束。本文研究了在福利导向的LEMs中，追求利润的聚合器如何通过市场参与部分内化配电级拥堵。我们开发了一种后清算、价格保护的干预机制，聚合器注入额外供应并触发重新清算，网络可行性通过非线性交流电力流进行验证，并在最大线路负载的非恶化约束下进行。与仅依赖配电系统运营商（DSO）的纠正控制和聚合器干预后的混合机制进行基准比较。结果显示，聚合器参与降低了热负荷，并在相对DSO控制下保持了社区福利，尽管在严重压力下未能完全恢复合规性。混合机制在保持较低福利损失的同时实现了最强的技术性能。总体而言，聚合器干预仍然具有私人盈利性，表明部分激励对齐。
🔬 方法详解
问题定义：本文旨在解决低压配电网络中因分布式能源资源高渗透而引发的拥堵问题。现有的地方能源市场未能有效考虑网络约束，导致社区福利未能得到优化。
核心思路：论文提出通过引入追求利润的聚合器，在福利导向的地方能源市场中实现部分内化配电级拥堵。聚合器通过市场参与注入额外的电力供应，并触发重新清算，以优化网络的运行状态。
技术框架：整体架构包括聚合器的市场参与机制、后清算的价格保护干预、以及基于非线性交流电力流的网络可行性验证。主要模块包括聚合器的供给注入、重新清算过程和网络负载监测。
关键创新：最重要的技术创新在于聚合器干预机制的设计，能够在不完全依赖配电系统运营商的情况下，部分内化网络拥堵问题，提升了社区福利的同时降低了热负荷。
关键设计：在设计中，聚合器的供给注入量、价格保护机制和非恶化约束是关键参数。采用非线性交流电力流模型进行网络可行性验证，确保在最大线路负载下的稳定性。
📊 实验亮点
实验结果显示，聚合器的参与显著降低了热负荷，相较于仅依赖DSO的控制，社区福利得到了更好的保持。混合机制在技术性能上表现最佳，同时保持较低的福利损失，表明聚合器干预具有良好的私人盈利性。
🎯 应用场景
该研究的潜在应用领域包括地方能源市场的管理、分布式能源资源的优化配置以及智能电网的发展。通过聚合器干预机制，可以有效缓解配电网络的拥堵问题，提升社区的能源利用效率和经济效益，具有重要的实际价值和未来影响。
📄 摘要（原文）
High penetration of distributed energy resources increasingly creates congestion in low-voltage distribution networks, while local energy markets (LEMs) optimise community welfare without explicitly internalising network constraints. This paper investigates whether a profit-seeking aggregator embedded within a welfare-oriented LEM can partially internalise distribution-level congestion through market participation. We develop a post-clearing, price-protected intervention in which the aggregator injects additional supply and triggers re-clearing, with network feasibility validated using nonlinear AC power flow subject to a non-deterioration constraint on maximum line loading. The mechanism is benchmarked against Distribution System Operator (DSO)-only corrective control and a hybrid regime with residual DSO action following aggregator intervention. Results on a UK LV feeder show that aggregator participation reduces thermal loading and preserves community welfare relative to DSO-only control, though it does not fully restore compliance under severe stress. The hybrid regime achieves the strongest technical performance while maintaining lower welfare loss. Overall, aggregator intervention remains privately profitable, indicating partial incentive alignment.