喜訊 | 黃建偉教授與其合作團隊于ACM e-Energy 2022國際學術會議獲最佳論文獎
近日，黃建偉教授和普渡大學林曉俊教授的合作團隊發表了一篇題為“Distribution-Level Markets under High Renewable Energy Penetration”的論文。研究成果發表于ACM e-Energy 2022國際學術會議并獲得最佳論文獎（Best Paper Award）。該工作探究了可再生能源市場在配電層（distribution-level）的應用，為其建立更高效公平的市場提出了深刻的見解。
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01?會議簡介
第十三屆 ACM 未來能源系統國際會議 (Thirteenth ACM International Conference on Future Energy Systems，ACM e-Energy) 及其同地研討會于 2022 年 6 月 28 日至 7 月 1 日在線舉行，會議內容涵蓋計算、通信、智能能源系統（包括智能電網、智能建筑和智能城市）以及節能計算和通信系統。該會議通過將研究人員聚集在一個高質量的單軌（single-track）會議上，為個人和小組互動提供重要機會，是塑造該領域未來的演講和討論的主要論壇。今年該會議收到了許多高質量的投稿：共計收到92篇論文投稿，其中27 篇被全文接受。
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02?研究背景
電網由輸電層（transmission level）和配電層（distribution-level）組成。在輸電層，可再生能源供應商通過已有的日前市場（day-ahead market）和實時市場（real-time market）進行交易。而對于配電層，可再生能源則是要么只用于本地，要么由配電公司（utility）以統一的定價收購（net-metering/feed-in-tariff）。收購定價由配電公司、政府管理人員、可再生能源供應商、消費者代表協商確定。值得注意的是，由于協定價格的各方通常有利益上的沖突，確定的收購價格并不一定十分合理，且定價的過程常常會有激烈的爭執。
為了解決這一問題，方案之一是建立一個自由交易的市場。在這個配電層的電力市場上，可再生能源供應商和消費者可以直接進行交易，并有望通過市場“無形的手”，使得可再生能源的定價和交易變得更加高效和合理。
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03?研究問題
該研究以太陽能發電板為例，考慮可再生能源的不確定性和零邊際成本（zero marginal-cost）對于配電層市場的影響。該研究對不同形式的市場的價格波動、社會利益的最大化、剩余分配的公平性、交易結果的可預見性等方面進行了深入的分析，并提出且研究了新的市場架構——太陽能發電板租賃市場的可行方案及其優點。
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04?研究方法
該論文考慮的配電層市場由生產者、消費者、配電公司構成。對于傳統的實時市場（real-time market）用于交易太陽能板所發電量的情況，文章作者利用博弈論（game theory）和納什均衡（Nash equilibrium）理論推導出太陽能發電特性對于實時市場交易結果的影響。除此之外，該論文還考慮了生產者為了應對市場價格的波動而人為縮減太陽能發電量的情況。通過分析實時市場的缺點，該論文進一步提出了租賃市場 （rental market）在該場景的應用，即交易的產品為太陽能發電板未來一段時間內（例如一個月）的使用權而非實時的發電量。為了研究該租賃市場的特性，文章作者對消費者的需求建立了模型并推導了太陽能板租賃的需求函數與太陽能發電不確定性的關系，從而進一步對市場的交易結果是否理想進行了分析與驗證。
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05?研究結論
該文章研究了高可再生能源滲透率下不同形式的配電層能源市場。研究結論表明：由于價格劇烈波動或不公平的剩余分配，實時市場可能不是一個好的選擇。相反，該文章新提出的租賃市場可以是一個更好的選擇，在一定條件下，該租賃市場能消除之前提到的實時市場的弊端，并且仍然可以實現效率和公平的結果。同時，該研究的分析揭示了太陽能發電不確定性對理想市場結果的重要影響：雖然不確定性在實時市場中是一個導致價格劇烈波動或不公平的剩余分配的缺點，但在租賃市場中卻變成了一個促進需求彈性和理想結果的優點。
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06?作者簡介
鞠培中（論文第一作者）
鞠培中是俄亥俄州立大學的博士后研究員。他2021年于普渡大學獲得博士學位，2016年于北京大學獲得理學學士學位。他目前的研究方向包括機器學習、網絡優化等。
林曉俊（論文通訊作者）
林曉俊為普渡大學電子與計算機工程學院教授。他是 IEEE Fellow。他于1994年從中山大學獲得了本科學位，并分別于2000和2005年從普渡大學獲得了碩士和博士學位。之后，他加入普渡大學電氣與計算機工程學院，任助理教授，自2017年8月起擔任教授。他的研究興趣是大型復雜網絡系統的分析，控制和優化，包括通信網絡和網絡物理系統（例如智能電網）。
他獲得了 ACM e-Energy 2022最佳論文獎, ACM MobiHoc 2021最佳論文獎, IEEE INFOCOM 2008最佳論文獎和《通信與網絡雜志》2005年度最佳論文獎。他在2007年獲得了 NSF（美國國家科學基金會）職業獎。他曾擔任IEEE / ACM Transactions on Networking 副主編和（Elsevier）Computer Networks Journal 的分區主編，并曾擔任（Elsevier）Ad Hoc Networks 期刊客座主編。
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黃建偉
黃建偉教授現任香港中文大學（深圳）校長講座教授，理工學院副院長，兼任深圳市人工智能與機器人研究院副院長和群體智能研究中心主任。他是深圳市鵬城特聘教授，IEEE Fellow，IEEE通信學會杰出講者，湯森路透計算機科學領域全球高被引科學家。
黃教授長期專注于網絡通信、網絡經濟學和群體智能交叉領域的開創性研究，其特色是通過融入經濟學理論給出網絡中資源分配和優化的解決方案。他已發表7部學術專著和300余篇國際一流期刊和會議論文，被谷歌學術引用超過14890 次，H-index為 61，9篇論文入選ESI高引論文，1篇文章入選ESI熱點論文。他的論文10次獲得國際會議和期刊的最佳論文獎，連續于2016、2017年入圍科睿唯安（原湯森路透）全球高被引科學家榜（即發表的ESI高引論文數在計算機領域排名全球前1%），2021年入選斯坦福大學評選的“世界前2%頂尖科學家”，2022年入選愛思唯爾“中國高被引學者”。
黃建偉教授長期活躍于IEEE通信學會，現任IEEE Transactions on Network Science and Engineering（JCR Q1）的主編（Editor-in-Chief）。曾先后擔任IEEE Open Journal of the Communications Society的副主編（Associate Editor-in-Chief），IEEE Communications Society Technology News 副主編（Associate Editor-in-Chief）。
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