undefined

Coalitional Game Theory based Value Sharing in Energy Communities

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Safdarian, Amir; Astero, Poria; Baranauskas, Marius; Keski-Koukkari, Antti; Kulmala, Anna

Abstrakti:

<p>This paper presents a coalitional game for value sharing in energy communities (ECs). It is proved that the game is super-additive, and the grand coalition effectively increases the global payoff. It is also proved that the model is balanced and thus, it has a nonempty core. This means there always exists at least one value sharing mechanism that makes the grand coalition stable. Therefore, prosumers will always achieve lower bills if they join to form larger ECs. A counterexample is presented to demonstrate that the game is not convex and value sharing based on Shapley values does not necessarily ensure the stability of the coalition. To find a stabilizing value sharing mechanism that belongs to the core of the game, the worst-case excess minimization concept is applied. In this concept, however, size of the optimization problem increases exponentially with respect to the number of members in EC. To make the problem computationally tractable, the idea of clustering members based on their generation/load profiles and considering the same profile and share for members in the same cluster is proposed here. K-means algorithm is used for clustering prosumers&amp;#x2019; profiles. This way, the problem would have several redundant constraints that can be removed. The redundant constraints are identified and removed via the generalized Llewellyn&amp;#x2019;s rules. Finally, value sharing in an apartment building in the southern part of Finland in the metropolitan area is studied to demonstrate effectiveness of the method.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Safdarian Amir

Kulmala Anna

Keski-Koukkari Antti Orcid -palvelun logo

Baranauskas Marius

Astero Poria Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Lehti/Sarja

IEEE Access

Volyymi

9

Artikkelinumero

9435374

Sivut

78266-78275

Julkaisu­foorumi

78297

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1109/ACCESS.2021.3081871

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä