提携ゲームと炭素取引メカニズムに基づくPV・蓄電協調運用の最適化戦略

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a novel optimization model combining coalition game theory, carbon trading, and ADMM for PV-storage coordination, opening avenues for decentralized multi-stakeholder energy systems.

🏢実務担当者:Utilities and project developers can apply the model to optimize PV-storage operation and participate in carbon markets, potentially reducing costs and enhancing revenues.

🏛政策担当者:Highlights the role of dynamic carbon pricing in incentivizing storage to actively support grid flexibility and emission reduction, informing carbon market design.

光起電力-エネルギー貯蔵システムの協調運用は、再生可能エネルギーの受容性と系統柔軟性を高める上で極めて重要である。しかし、複数のステークホルダーの関与と炭素削減目標の制約の下では、従来の非協力ゲーム手法は局所最適解に陥りやすく、協力による便益を公平に配分することが困難である。この問題に対処するため、本論文は連合ゲーム理論に基づく光起電力-エネルギー貯蔵システムの協調最適化モデルを提案する。本モデルは、PVとエネルギー貯蔵を利益共同体として扱い、集中スケジューリングを通じてシステム総収益（電力取引と炭素取引の両方を含む）の最大化を目指す。協力の安定性を確保するため、シャープレイ値法を用いて、各参加者の限界貢献度に応じて協力余剰を配分する。動的炭素取引メカニズムを導入し、電力の環境価値を正確に反映させ、「電力価格と炭素価格」からの二重裁定取引を達成するようシステムを導く。主体間の情報プライバシーに関する実務上のニーズに対応するため、交互方向乗数法（ADMM）をさらに採用してモデルを分離・解決し、最小限の境界情報のみの交換を通じて大域的最適解を達成する。シミュレーション結果は、提案された連合ゲームモデルがStackelbergゲーム戦略と比較して、PVと貯蔵資源をより効果的に調整し、システム総コストと系統依存度を大幅に削減し、炭素排出削減便益を向上させることを実証している。本研究は、市場メカニズムと環境政策の相乗効果の下で、エネルギー貯蔵の役割が「受動的対応」から「能動的低炭素裁定取引」へと転換することを明らかにし、複数ステークホルダーのPV-貯蔵システムの運用に新たな洞察を提供する。アブレーション研究はさらに、炭素取引メカニズムがシステムの経済構造を最適化するだけでなく、より重要なことに、エネルギー貯蔵の行動を「受動的価格対応」から「能動的低炭素裁定取引」へと転換させ、エネルギー移行における市場メカニズムと環境政策の相乗的導きの役割を明らかにすることを確認している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The coordinated operation of photovoltaic-energy storage systems is crucial for enhancing renewable energy accommodation and grid flexibility. However, under the involvement of multiple stakeholders and the constraints of carbon reduction targets, traditional non-cooperative game methods are prone to falling into local optima and struggle to fairly distribute synergistic benefits. To address this issue, this paper proposes a collaborative optimization model for photovoltaic-energy storage systems based on coalition game theory. The model treats PV and energy storage as a community of interest, aiming to maximize the total system revenue (including both electricity trading and carbon trading) through centralized scheduling. To ensure the stability of cooperation, the Shapley value method is employed to distribute the cooperative surplus according to each participant's marginal contribution. A dynamic carbon trading mechanism is introduced to accurately reflect the environmental value of electricity, guiding the system to achieve dual arbitrage from "electricity price and carbon price." Addressing the practical need for information privacy among entities, the Alternating Direction Method of Multipliers (ADMM) is further adopted to decouple and solve the model, achieving a globally optimal solution through the exchange of only minimal boundary information. Simulation results demonstrate that, compared to the Stackelberg game strategy, the proposed coalition game model can more effectively coordinate PV and storage resources, significantly reduce total system cost and grid dependence, and enhance carbon emission reduction benefits. The study reveals a transformation in the role of energy storage from "passive response" to "active low-carbon arbitrage" under the synergistic effect of market mechanisms and environmental policies, providing new insights for the operation of multi-stakeholder PV-storage systems. Ablation studies further confirm that the carbon trading mechanism not only optimizes the system's economic structure but, more critically, shifts energy storage behavior from "passive price response" to "active low-carbon arbitrage," revealing the synergistic guiding role of market mechanisms and environmental policies in the energy transition.

• semanticscholar https://doi.org/10.1109/psesg69490.2026.11544523first seen 2026-06-12 05:37:55 · last seen 2026-09-21 04:57:00