<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">875499</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2022.875499</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Optimal Capacity Allocation Model for Integrated Energy Microgrids Considering Aggregation of Prosumers Under Multi-Market Mechanisms</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Wang et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Optimal Capacity Allocation for IEM</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Xinwen</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1633170/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Bai</surname>
<given-names>Xiaoqing</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1394266/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Puming</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>School of Electrical Engineering</institution>, <institution>Guangxi University</institution>, <addr-line>Nanning</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Key Laboratory of Guangxi Electric Power System Optimization and Energy-Saving Technology</institution>, <institution>Guangxi University</institution>, <addr-line>Nanning</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1371908/overview">Tao Chen</ext-link>, Southeast University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1358869/overview">Guifu Du</ext-link>, Soochow University, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1687498/overview">Yunting Yao</ext-link>, Cardiff University, United Kingdom</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1361561/overview">Xiaoling Su</ext-link>, Qinghai University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Xiaoqing Bai, <email>baixq@gxu.edu.cn</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Smart Grids, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>25</day>
<month>04</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>875499</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>14</day>
<month>02</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>17</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Wang, Bai and Wang.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Wang, Bai and Wang</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Traditional energy consumers gradually change to the new form of aggregation of prosumers (AOP) in the integrated energy microgrid (IEM) on the demand side. The emergence of the AOPs has led to the IEM&#x2019;s structure changes, resulting in the emergence of two major stakeholders, the integrated energy microgrid service providers (IEMSPs) and the AOPs. The primary studies of this study are to configure the capacity for devices managed by IEMSP and AOPs with minimal costs. To achieve satisfaction for both IEMSP and AOPs, the approach of the non-cooperative game is used to allocate the capacity of devices managed by IEMSP and devices of AOPs. In detail, the IEMSP acts as a leader who determines the electricity pricing to minimize the cost, while the AOPs respond with electricity purchase or sales as the followers according to the price information provided by IEMSP. Moreover, electricity trading between AOPs is considered to reduce transmission losses and promote energy consumption nearby. To investigate the application of the multi-market mechanism in the optimal capacity allocation of IEM, a coupling mechanism of green certificate trading, carbon emission trading, and the electricity market is built in the proposed model. The cases are studied to verify the effectiveness of the proposed model in terms of saving the configuration capacity, reducing carbon emissions, and increasing the environmental benefits.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>aggregation of prosumers</kwd>
<kwd>integrated energy microgrid</kwd>
<kwd>integrated energy microgrid service provider</kwd>
<kwd>linear ladder carbon trading</kwd>
<kwd>non-cooperative game capacity allocation</kwd>
<kwd>multi-market mechanism</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>A large amount of greenhouse gas emissions has created an enormous burden on the earth&#x2019;s environment, and the power system has the most carbon emissions of all industrial systems (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Chen et al., 2010</xref>). The integrated energy microgrid (IEM) provides a new way to realize energy conservation and emission reduction (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Wang et al., 2019</xref>). There are substantial studies to solve challenges in the optimal capacity allocation of the IEM. <xref ref-type="bibr" rid="B1">Akram et al. (2018)</xref> proposed two constraint-based iterative search algorithms to size the devices in a wind/solar/battery grid-connected microgrid in an optimal way. <xref ref-type="bibr" rid="B2">Atia and Yamada (2016)</xref> presented a model based on mixed-integer linear programming to optimize an energy system with battery storage in its residential microgrids. <xref ref-type="bibr" rid="B21">Quashie et al. (2018)</xref> proposed bilevel planning of microgrids and optimized storage capacity under the management of a distribution system operator. <xref ref-type="bibr" rid="B7">Clairand et al. (2019)</xref> discussed the generation planning problem in diesel-based island microgrids with renewable energy sources. However, based on the abovementioned studies, the research on the capacity allocation of the IEM needs to pay attention to the introduction of emerging things in the IEM, such as prosumers which can not only consume but also produce energy (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Parag and Sovacool, 2016</xref>).</p>
<p>Distributed energy sources in the IEM have the natural ability to act as prosumers because they are located on the demand side. Some studies have paid attention to the energy sharing and trading among adjacent prosumers. The interaction and optimization solution technology of the prosumer management system are introduced by <xref ref-type="bibr" rid="B29">Zafar et al. (2018)</xref>. <xref ref-type="bibr" rid="B6">Chen et al. (2018)</xref> pointed out that the local energy sharing mode of the interaction between the prosumers in the distribution network has research value. <xref ref-type="bibr" rid="B25">Wang et al. (2020)</xref> proposed the P2P energy trading based on the urban community microgrid and considered the differentiated characteristics of prosumers so as to realize the coordination and complementarity of resources. Multiple prosumers can aggregate together to be the aggregation of prosumers (AOPs). In terms of the study of the AOP, <xref ref-type="bibr" rid="B22">Shafie-Khah et al. (2017)</xref> proposed an operational household energy management system to deal with the problem of operation of the production and consumer groups, and <xref ref-type="bibr" rid="B13">Liu et al. (2017)</xref> put forward the dispatch strategy of the prosumers to encourage users to participate in energy sharing by a lower price than the internal electricity price than the grid electricity price. A multi-microgrid hybrid energy sharing framework is presented for a heat-electricity IEM with combined heat and power by <xref ref-type="bibr" rid="B12">Liu et al. (2019)</xref>. However, the abovementioned questions do not discuss the impact of the emergence of AOPs on the capacity allocation of the IEM.</p>
<p>At present, the most of existing traditional optimization models only focus on the benefits of the comprehensive IEM or the AOPs, lacking research on the optimization of the IEM considering AOPs. This study introduces the AOPs into the capacity allocation of IEM and considers the internal transactions between AOPs. The emergence of the AOPs has led to the IEM&#x2019;s structure changes, resulting in the emergence of the game between the IEMSP and the AOPs. The energy trading process between the IEMSP and AOPs conforms to the game situation of the non-cooperative game, so the non-cooperative game is used to allocate the capacity of devices managed by IEMSP and devices of AOPs.</p>
<p>Game-theoretic methods have been widely applied in the interactions between prosumers (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Teotia et al., 2020</xref>) and the interactions between power companies and consumers (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Yu and Hong (2016)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B16">Maharjan et al. (2013)</xref>). There has been some research on the non-cooperative game in the integrated energy system and demand response; for example, <xref ref-type="bibr" rid="B27">Yang et al. (2019)</xref> constructed a multi-investor dynamic decision-making game model for integrated energy system joint planning. <xref ref-type="bibr" rid="B10">Hu et al. (2020)</xref> established a non-cooperative game model with the power supplier as the main party and the electricity consumer as the slave party and formulated the optimal time-of-use price strategy with the goal of reducing the peak-to-valley difference. Demand response is described as a Stackelberg game in the energy pricing and dispatch problem for smart grid retailers by <xref ref-type="bibr" rid="B26">Wei et al. (2015)</xref>. <xref ref-type="bibr" rid="B18">Pan et al. (2021)</xref> developed a multi-retail e-commerce retailer based on non-cooperative game package design and multi-level market power purchase strategy analysis.</p>
<p>In addition, with the proposal of carbon neutrality goals and the establishment of a new renewable portfolio standards policy in the document (<xref ref-type="bibr" rid="B17">National Energy Administration, 2021</xref>), it is urgent to study the flexible application of market mechanisms for carbon emission reduction of IEMs. An optimal planning model was proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B8">Ge et al. (2021)</xref> for IEMs considering both distributed generators&#x2019; output uncertainties and carbon emission punishments. <xref ref-type="bibr" rid="B14">Lu et al. (2021)</xref> established a bilayer scheduling method for the community-integrated energy service system based on carbon trading. <xref ref-type="bibr" rid="B9">Helgesen and Tomasgard (2018)</xref> constructed a multi-regional comprehensive green certificate and electricity market model and analyzed the economic impact of tradable green certificates on promoting renewable energy power generation. <xref ref-type="bibr" rid="B3">Cai et al. (2020)</xref> put forward the implementation scheme of the green certificate trading platform and built the underlying network and application environment of blockchain. To sum up, the research on the multi-market mechanism has attracted the attention of the academic community, but there is a lack of research on how to apply it in the capacity allocation of the IEM.</p>
<p>To investigate the application of the multi-market mechanism in the optimal capacity allocation of IEM, the study proposes a coupling mechanism of green certificate trading, carbon emission trading, and the electricity market as an example to introduce the multi-market mechanism into the capacity allocation model. The contributions of this study mainly include the following:<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) AOPs are considered in the capacity allocation of IEM, which can save the configuration capacity of the device under the same load and avoid waste of energy in IEM.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>2) The approach of the non-cooperative game is used to solve the optimal capacity allocation model for IEM considering AOPs, thus obtaining the optimal capacity allocation results of the capacity of devices managed by IEMSP and devices of AOPs in IEM.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>3) The multi-market mechanism is built based on the coupling mechanism of green certificate trading, carbon emission trading, and the electricity market to stimulate renewable energy equipment and increase environmental benefits in the IEM in the study.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The rest of this study is organized as follows: <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> introduces the AOPs in IEM and presents a model for devices managed by IEMSP and devices of AOPs in IEM, respectively. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> describes the modeling of the multi-market mechanism. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> establishes the optimal capacity allocation method model for IEMSP and AOPs. The IEMSP-AOPs non-cooperative capacity allocation method is proposed in <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref>. In <xref ref-type="sec" rid="s6">Section 6</xref>, the effectiveness of the proposed method is verified by cases. Conclusions are in <xref ref-type="sec" rid="s7">Section 7</xref>. <xref ref-type="sec" rid="s8">Section 8</xref> deals with future work.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Integrated Energy Microgrid Considering Aggregation of Prosumers</title>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Modeling of Aggregation of Prosumers</title>
<p>With the development and further promotion of distributed generation, small-scale energy users participate in energy market transactions as prosumers in an IEM. Multiple prosumers are aggregated together to form an AOP. Electricity transactions can be made between AOPs. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows the process of AOP transactions<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV,U</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV,S</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the actual output PV value of the <italic>m</italic>th AOP in <italic>t</italic> periods; <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum PV predicted according to historical data; and <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV,U</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV,S</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the part of PV generation used by the AOP and the part of PV generation sold to the IEMSP, respectively. AOPs also have energy storage devices, and their models are as follows:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m6">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the power charge and discharge of the energy storage device at time <italic>t</italic>, respectively; <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a binary variable. When the state of the energy storage device is charging, the value is 1; otherwise, it is 0. <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>charge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum charge rate; <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>discharge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum discharge rate; <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS,U</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS,S</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the part of energy storage used by the AOP and the part of energy storage sold to the IEMSP, respectively; and <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the discharge efficiency of the <italic>m</italic>th energy storage device. Since the charging state of the battery is related to the charging state of the previous time and the charging and discharging powers of the equipment, its mathematical model is described as follows:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>charge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>discharge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state of charge of the <italic>w</italic>th ES at time <italic>t</italic>; <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>charge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>discharge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charge and discharge efficiency for the battery, respectively; and <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the charging time.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>The frame of AOP transactions and modeling the devices in the AOP.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g001.tif"/>
</fig>
<p>AOPs include inflexible load (IL) and translatable load (TL):<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m20">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TL</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the load translation amount of the TL user at time <italic>t</italic> and <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>min&#xa0;TL</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max&#xa0;TL</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the upper and lower limits of TL load translation, respectively; when <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TL,shif</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is positive, it means that the translatable electrical load is transferred out, and on the contrary, it means that it is transferred in.</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Integrated Energy Microgrid Architecture Considering Aggregation of Prosumers</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> shows a typical schematic diagram of an IEM structure considering AOPs.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>IEM architecture considering AOPs.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g002.tif"/>
</fig>
<p>The components involved in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> are IEMSP, AOPs, general users, and so on. IEMSPs purchase electricity/natural gas from the superior electricity/gas network, cooperate with their own energy supply (PV, CHP, GB) and energy storage equipment (ES, HS), and supply energy to various users and obtain benefits in this way. AOPs install energy supply (PV) and energy storage equipment (ES) according to their conditions and purchase heat from IEMSP. General users purchase electricity and heat from IEMSP according to their electric and heating load needs.</p>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>2.3 Modeling of devices managed by IEMSP</title>
<sec id="s2-3-1">
<title>1 Combined heat and power system model</title>
<p>CHP uses gas as fuel and high-quality thermal energy to drive gas turbines for power generation. The thermal energy and electric energy of CHP are obtained by consuming natural gas, and the mathematical model is<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m25">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">G</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">G</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> respectively represent the heating power and electric power of CHP at time <italic>t</italic>; <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the natural gas power consumed by CHP at time <italic>t</italic>; <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP,H</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP,E</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the heating efficiency and power supply efficiency of CHP, respectively; and <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the upper and lower limits of CHP heating power, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s2-3-2">
<title>2 Photovoltaic Model</title>
<p>Based on data of a typical day, the actual power consumed by the PV at time <italic>t</italic> cannot exceed the maximum predicted output at that time<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the absorptive power at time <italic>t</italic> and <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum output power predicted on a typical day.</p>
</sec>
<sec id="s2-3-3">
<title>3 Gas Boiler Model</title>
<p>As systematic heat-generating equipment, GB can convert the chemical energy generated by natural gas combustion into high-grade heat energy, and its mathematical relationship is<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m36">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> respectively represent the electric power consumed and the natural gas power consumed; <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the heating efficiency of gas boilers; and <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> respectively represent the upper and lower limits of GB heating power.</p>
</sec>
<sec id="s2-3-4">
<title>4 Electric Boiler Model</title>
<p>The thermal output and electric consumption of EB are constrained as follows:<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m42">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the production power and input electric power of electric boiler equipment, respectively, and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>EB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the power generation efficiency of the EB.</p>
</sec>
<sec id="s2-3-5">
<title>5 Energy Storage Device Model</title>
<p>There are two types of energy storage devices in the microgrid structure in this study, namely, the electricity storage unit (ES) and the heat storage unit (HS).</p>
<sec id="s2-3-5-1">
<title>1 Electricity Storage Unit Model</title>
<p>
<inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state of charge of the battery, which is the ratio of the remaining storage capacity <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the configured capacity <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, generally expressed as follows:<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since the state of battery charge is related to the state of charge at the last moment and the power of the device, its mathematical model is described as follows:<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the battery charging and discharging powers, respectively; <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charging and discharging efficiencies for the battery, respectively; <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the charging time; and <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the status flags of battery charging and discharging, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s2-3-5-2">
<title>2 Heat Storage Unit Model</title>
<p>
<inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state of the heat storage unit, which is the ratio of the remaining heat storage <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the configured capacity <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and its percentage form is as follows:<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similarly, the current heat storage capacity of the heat storage device is related to the previous heat storage state and the charging and discharging heat of the device. The mathematical model is described as follows:<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charging heat and discharging heat of the heat storage device, respectively; <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dis</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are respectively the charging efficiency and discharging efficiency of the heat storage device; <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the heat storage time; and <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the status flags of the charging and discharging of the heat storage device, which can only be 0 or 1.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Modeling of the Multi-Market Mechanism</title>
<p>The flexible application of market mechanisms has become an essential means to break through the bottleneck of new energy development in China, and the IEM can not only participate in green electricity trading, carbon emission trading, and green certificate trading but also use the electricity market mechanism and other multi-market mechanisms to promote renewable energy consumption and reduce carbon emissions. The study considers three of these market mechanisms: the green certificate transactions among AOPs, the linear ladder carbon trading (LLCT) considered in the IEMSP, and the electricity market, which are described below.</p>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Green Certificate Transactions Considered in the Aggregation of Prosumers</title>
<sec id="s3-1-1">
<title>3.1.1 Green Certificate Transactions</title>
<p>It is assumed that the AOPs can participate in green certificate transactions. Some researchers used green certificate cross-chain transactions according to the number of green certificates obtained by the AOPs (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Luo et al., 2021</xref>), and cross-chain transactions will be carried out on three blockchains of AOPs, green certificate transactions, and renewable energy.</p>
<p>The three blockchains constitute a chain group, which belongs to the category of alliance chains. Blockchains are only open to members participating in the green certificate trading market and provide a guarantee for the information security of participants. Smart contracts are contracted programs composed of Turing complete program codes, and chain code technology is a further development of smart contracts. As shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, new energy generators, AOPs, green certificate transaction platforms, and administrative supervision departments operate jointly through the blockchain green certificate transaction chain code.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Green certificate transaction framework.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g003.tif"/>
</fig>
<p>First of all, a unified green certificate trading market should be established, in which the number of green certificates is shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Eq. 13</xref>:<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the number of green certificates participating in the transaction in the system, <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the actual consumption of the <italic>w</italic>th renewable energy equipment, and <italic>W</italic> is the number of renewable energy generators in the system.</p>
<p>The green certificate transaction model is shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref>. According to the comparison of realistic renewable energy power generation and the prescribed quota, the model is as follows:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the green certificate transaction, <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the price of green certificate transactions, <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the actual consumption of renewable energy, <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the amount of renewable energy quota, <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the penalty price, and <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m79">
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the penalty margin of the green certificate system.</p>
<p>Green certificate quota constraints:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m81">
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the quantitative coefficient, <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the number of green certificates that can be obtained for a unit of green electricity production, <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the proportion of the <italic>i</italic>th power generation company&#x2019;s renewable power generation within the specified time, <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the <italic>i</italic>th power generation company&#x2019;s initial distribution of electricity, <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the actual power generation of the <italic>i</italic>th power generation company, and <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the initial distribution of power for the <italic>i</italic>th power generation company.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 The Linear Ladder Carbon Trading Considered in the IEMSP Capacity Allocation</title>
<p>The initial assignation of carbon emission rights in the IEMSP mainly includes gas boilers and CHP. A ladder carbon price can increase the carbon trading cost of large emission units, and the ladder carbon price model in this study is as follows:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m87">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is free carbon emission quota; <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are free carbon emission quota for CHP units and gas boilers, respectively; <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the carbon emission quota per unit heat supply; <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is heat supply for gas boilers; <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m93">
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the conversion coefficient from power generation to heat supply; and <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the heating capacity and power generation capacity of the CHP unit, respectively.<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m96">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the price of each ladder of carbon emission rights, <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m98">
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the increment of carbon price, <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m99">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the reward coefficient, <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m100">
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the increment of carbon quota, and <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the actual carbon emissions.</p>
<p>When the carbon emission is less than the free allocation of carbon emissions, the energy supply company can sell excess carbon emission quotas in the carbon trading market. The lower the carbon emission, the higher the carbon trading price; when the carbon emission is greater than the carbon emission amount allocated for free, the energy supply company needs to purchase carbon emission rights in the carbon trading market. The total cost of carbon trading is a linear function and the linear function of the total carbon transaction cost <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated according to the stepped carbon price, which can be expressed as follows:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m103">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the carbon emission range of the <italic>u</italic>th stage.</p>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Grid Time-Of-Use Tariff Model</title>
<p>Time-of-use (TOU) refers to the power grid encouraging users to arrange the electricity time reasonably. Different electricity prices are formulated for each time period according to the load change<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x225c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the electricity prices for the grid.</p>
</sec>
<sec id="s3-4">
<title>3.4 IEMSP Electricity Price Model</title>
<p>
<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m107">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x225c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x225c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m108">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the electricity sales price for IEMSP, <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the electricity purchase price for IEMSP, <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the adjustment coefficient for the electricity sales price of the IEMSP, and <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the adjustment coefficient for the purchase price of the IEMSP.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Optimal Capacity Allocation Model for Integrated Energy Microgrid Considering Aggregation of Prosumers</title>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Optimal Capacity Allocation Model of IEMSP</title>
<p>The optimization objective of the IEMSP capacity allocation model proposed in the study is to minimize the net present value of the total cost within the capacity allocation period, in which the total cost includes investment costs, operation costs, maintenance costs, equipment residual value, and carbon transaction costs. The carbon transaction costs are from the linear ladder carbon trading (LLCT) considered in the IEMSP capacity allocation as shown in <xref ref-type="sec" rid="s3-2">Section 3.2</xref>
<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m115">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m116">
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the coefficient of the present value; <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the total cost for IEMSP; <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m118">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the planning period; <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the investment cost of IEMSP for the <italic>k</italic>th year similarly; <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the operating cost for the <italic>k</italic>th year; <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maintenance cost; <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the carbon transaction cost for the <italic>k</italic>th year; <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the total residual value for IEMSP; <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m124">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the types of candidate equipment; <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the investment cost per unit capacity and the variable maintenance cost per unit power for the <italic>i</italic>th equipment, respectively; the matrix <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the <italic>i</italic>th device configuration capacity at time <italic>t</italic> in the <italic>k</italic>th year; and <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">p</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>8760</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the <italic>i</italic>th device power at time <italic>t</italic> in the <italic>k</italic>th year<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m129">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The average age method is used to calculate the depreciation of equipment in the study. Suppose that the life of the <italic>i</italic>th device is <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; the depreciation expense for each year is <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the net salvage rate of the <italic>i</italic>th device; <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the investment cost of the <italic>i</italic>th device; <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the unit capacity investment cost of the <italic>i</italic>th device, related to the type to which they belong; and <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the configured capacity for the <italic>i</italic>th device<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m136">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mn>365</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>grid</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>(t)</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>(t)</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t)</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>where <italic>n</italic> indicates the <italic>n</italic>th typical daily operation scenario; <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the daily operating cost of IEMSP, which consists of the purchase cost of electricity by the superior power grid, the gas purchase cost of the superior gas network, the power transaction of the AOPs <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the heat transaction <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the daily purchase profit of the general load <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the electricity price for the grid; <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the gas price for natural gas; <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>grid</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the electricity purchased from the grid and the natural gas bought from the gas grid, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 IEMSP Operation Constraints</title>
<sec id="s4-2-1">
<title>1 Electric Power Balance Constraint</title>
<p>
<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ch</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>grid</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the power purchased from the grid at the <italic>t</italic>th time, <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the general electrical load at the <italic>t</italic>th time, and <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the electricity sold by the AOPs and the electricity purchased by the AOPs, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2">
<title>2 Thermal Power Balance Constraint</title>
<p>
<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>L</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the heat load at time <italic>t</italic> and <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the heat sold by the AOPs.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-3">
<title>3 Natural Gas Bus Constraint</title>
<p>
<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CHP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>GB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>gas</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the natural gas purchased from the gas network at time <italic>t</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-4">
<title>4 The Upper Output Limit of the Equipment and Investment Capacity Constraints Are Shown in the Following Equation</title>
<p>
<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m155">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the upper limit of the output of the <italic>i</italic>th device and <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the upper limit of the construction capacity of the <italic>i</italic>th device.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-5">
<title>5 The Power Constraint of the Contact Line Between the Grid and the IEMSP Is as Follows</title>
<p>
<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the upper and lower limits of power constraint of the contact line between the grid and the IEMSP, respectively.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Aggregation of Prosumer Capacity Configuration Model</title>
<p>
<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the capacity allocation cost of the AOPs, <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the investment cost, <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the operation cost, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maintenance cost, <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the equipment residual value, and <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the green certificate transaction cost. Green certificate transactions considered in the AOPs are shown in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>, the maintenance cost and equipment residual value are similar to those in the IEMSP capacity configuration model, and the operation cost is shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">Eq. 32</xref>. <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the daily operating cost for AOPs<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m169">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mn>365</mml:mn>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Aggregation of Prosumer Trading Constraints</title>
<sec id="s4-4-1">
<title>1 Power Balance</title>
<p>
<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m170">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV,S</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ESS,S</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the total power input of the <italic>m</italic>th AOP and <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the power sold to the IEMSP.</p>
</sec>
<sec id="s4-4-2">
<title>2 Tie Line Power Constraints</title>
<p>Tie line power constraints are introduced in the following formula:<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m173">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the total power input of AOP <italic>h</italic>, which is the sum of all powers obtained from other users on the network, equal to the power exchanged from AOP <italic>h</italic> to AOP <italic>j</italic> at time <italic>t</italic> multiplied by tie line losses <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and then plus the power purchased from IEMSP <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The approximation of tie line losses <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is made by a quadratic function of the power flow; <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m178">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m179">
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> are coefficients. The total power output equation can be obtained similarly. In addition, the green certificate transaction constraints among AOPs are shown in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>. The unit of <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m180">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is [.], and the unit of <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m181">
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is [kW<sup>&#x2212;1</sup>]. The approximation of tie line losses is linearized using the Special-Order Sets of Type 2 as follows:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m182">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 IEMSP-AOPs Non-Cooperative Capacity Allocation Method</title>
<p>IEMSPs purchase electricity/natural gas from the superior electricity/gas network, cooperate with their own equipment, supply energy to various users, and obtain benefits in this way. According to the abovementioned description, the optimization of IEMSP and AOPs is based on the quoted price of IEMSP, and their optimization results will react to the IEMSP quotation. This energy trading process conforms to the game situation of the non-cooperative game, so the non-cooperative game theory is used to solve the problem of considering both AOP profits and IEMSP profits in the study. The game is performed frequently in each iteration.</p>
<p>
<statement content-type="algorithm" id="Algorithm_1">
<label>Algorithm 1</label>
<p>IEMSP-AOPs non-cooperative capacity allocation algorithm</p>
<p>1. Initialize all relevant parameters of the IEM. IEMSP receives grid electricity prices, gas prices, load information, and PV information.</p>
<p>2. IEMSP sends <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to AOPs and general users.</p>
<p>3. While (3) do: Optimal configuration of AOPs begin.</p>
<p>4a: Receive <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, according to formula (31), combined with the load information of the AOPs, the green certificate cross-chain transactions and the transactions between the AOPs, etc. <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are optimized.</p>
<p>4b: Send <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to IEMSP. 5a: According to <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Eq. 23</xref>, IEMSP confirms its optimal configuration scheme.</p>
<p>5b: IEMSP updates the <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>6: Solve (<inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) &#x3d; argmin <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and update (<inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>); (<inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) &#x3d; argmin <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and update (<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>).</p>
<p>7: Stopping criteria: if <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> break.</p>
<p>8: Else: <italic>k</italic> &#x3d; <italic>k</italic>&#x2b;1</p>
<p>9: End if</p>
<p>10: End while.</p>
<p>The particle swarm optimization algorithm has simple principles and easy implementation and a fast convergence speed and can completely save the local optimal solutions and global optimal solutions of all particles in the iterative process; it is very suitable for analyzing the non-cooperative game process in this study. In the particle swarm optimization algorithm, the number of iterations is set to 80, the number of populations is 60, and the maximum allowable error of iterative convergence <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m212">
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is 10<sup>&#x2013;3</sup>.</p>
<p>Nonlinear programming problems need to be solved for the IEMSP as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Eq. 37</xref>:<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>23</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>27</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>31</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The optimization capacity allocation model is implemented in MATLAB R2019b. For AOPs, the calculation of strategies and cost is solved by GUROBI, and the nonlinear programming problems need to be solved as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>:<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>1</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>4</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>34</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>35</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Simulation and Results</title>
<sec id="s6-1">
<title>6.1 Simulation Settings</title>
<p>Simulation data come from a certain northern electric, gas, and thermal coupling IEM (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Cao et al., 2020</xref>) to study the optimal capacity allocation model for IEM considering AOPs. The load curve of IEM is shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. The capacity allocation period is 8&#xa0;years, and seven candidate devices can be selected for IEMSP, which are shown in the <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Appendix</xref>. This study only discusses the purchase and sale prices of electricity; the heat demand of the AOP is provided by IEMSP, the heat sale price of IEMSP is still $0.07/kWh, and the grid electricity price is shown in the <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Appendix</xref>. The fixed price for natural gas is $0.39/m<sup>3</sup>, the low calorific value of gas is 9.7&#xa0;kW&#xa0;h/m<sup>3</sup>, and the converted natural gas grid is $0.04/kWh. The coefficient of the present value is 8%. The carbon trading cost is settled at the end of each year. The carbon emission of GB and CHP units is 0.065&#xa0;t/GJ (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Qu et al., 2018</xref>), the carbon transaction price is $38/t, and the incentive coefficient and carbon price increment are 0.2; the carbon quota increment <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m215">
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 85000t (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Li et al., 2021</xref>). The green certificate price is set at $10 (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Luo et al., 2021</xref>). If one of the parties to the transaction breaches the contract or fails to meet the quota standard, a penalty price will be formulated, which is three times the green certificate.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Load curve.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g004.tif"/>
</fig>
<p>To demonstrate the superiority of the proposed capacity allocation method for IEM considering AOPs under the multi-market mechanism in the study, four cases are compared in <xref ref-type="sec" rid="s6-2">Section 6.2</xref>.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>
<italic>Case 1</italic>:</bold> Traditional capacity allocation for IEM without considering AOPs or the green certificate and carbon trading.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>
<italic>Case 2</italic>
</bold>: Capacity allocation for IEM considering green certificate and carbon trading, but electricity trading between AOPs is not considered.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>
<italic>Case 3</italic>
</bold>: Capacity allocation for IEM considering electricity trading between AOPs, but without considering green certificate and carbon trading.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>
<italic>Case 4</italic>:</bold> Capacity allocation for IEM considering trading between AOPs and the green certificate and carbon trading using the proposed model.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Among the cases, case 1 is the base case in which neither AOPs nor green certificates and carbon trading are considered. AOPs in the IEM are considered in the other three cases; the electricity and heat load demand of the AOPs account for 15% of the total load, and the general user load demand accounts for 85% of the total load in cases 2&#x2013;4. Case 4 uses the proposed model in this study.</p>
</sec>
<sec id="s6-2">
<title>6.2 Optimal Result Analysis</title>
<p>
<xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref>, <xref ref-type="table" rid="T2">2</xref> show the optimal allocation results and costs for four cases. First of all, it can be seen from <xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref>, <xref ref-type="table" rid="T2">2</xref> that the overall configuration capacity of IEM and carbon emissions in case 1 is the most, and these in case 4 are the least under the same load; the comprehensive costs for capacity allocation in case 1 are the highest and that in case 4 is the lowest, proving the superiority of the proposed model in case 4. Next, the impact of trading between AOPs on the capacity allocation of IEM considering AOPs is analyzed by comparing case 2 and case 4, and the impact of green certificate and carbon trading on the capacity allocation of IEM considering AOPs is analyzed by comparing case 3 and case 4.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Capacity allocation result of four cases.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="2" align="left">case</th>
<th align="center">1</th>
<th align="center">2</th>
<th align="center">3</th>
<th align="center">4</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="5" align="left">IEMSP</td>
<td align="left">PV/kW</td>
<td align="char" char=".">478</td>
<td align="char" char=".">279</td>
<td align="char" char=".">169</td>
<td align="char" char=".">230</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">CHP/kW</td>
<td align="char" char=".">260</td>
<td align="char" char=".">276</td>
<td align="char" char=".">321</td>
<td align="char" char=".">260</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ES/kWh</td>
<td align="char" char=".">678</td>
<td align="char" char=".">316</td>
<td align="char" char=".">306</td>
<td align="char" char=".">306</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">HS/kWh</td>
<td align="char" char=".">699</td>
<td align="char" char=".">469</td>
<td align="char" char=".">344</td>
<td align="char" char=".">389</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">GB/kW</td>
<td align="char" char=".">67</td>
<td align="char" char=".">72</td>
<td align="char" char=".">98</td>
<td align="char" char=".">68</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">AOPs</td>
<td align="left">PV/kW</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">170</td>
<td align="char" char=".">106</td>
<td align="char" char=".">116</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ES/kWh</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">85</td>
<td align="char" char=".">69</td>
<td align="char" char=".">59</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Cost of four cases.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="2" align="left">case</th>
<th align="center">1</th>
<th align="center">2</th>
<th align="center">3</th>
<th align="center">4</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="5" align="left">IEMSP</td>
<td align="left">Carbon emission trading costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">&#x2212;3.06</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">&#x2212;2.18</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Carbon emission/t</td>
<td align="char" char=".">4.99</td>
<td align="char" char=".">3.69</td>
<td align="char" char=".">2.88</td>
<td align="char" char=".">2.40</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Operating costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">212.54</td>
<td align="char" char=".">157.68</td>
<td align="char" char=".">103</td>
<td align="char" char=".">126.00</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Capacity allocation costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">47.01</td>
<td align="char" char=".">42.97</td>
<td align="char" char=".">26.88</td>
<td align="char" char=".">30.01</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Comprehensive costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">259.55</td>
<td align="char" char=".">203.59</td>
<td align="char" char=".">138.88</td>
<td align="char" char=".">159.98</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="5" align="left">AOPs</td>
<td align="left">Green certificate transaction costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">&#x2212;0.45</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">&#x2212;0.29</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Carbon emission/t</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">0.56</td>
<td align="char" char=".">0.42</td>
<td align="char" char=".">0.34</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Operating costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">26.45</td>
<td align="char" char=".">15.78</td>
<td align="char" char=".">17.29</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Capacity allocation costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">5.46</td>
<td align="char" char=".">2.99</td>
<td align="char" char=".">4.33</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Comprehensive costs/&#xd7;10<sup>4</sup> $</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">37.55</td>
<td align="char" char=".">21.76</td>
<td align="char" char=".">24.50</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<sec id="s6-2-1">
<title>6.2.1 Comparative Analysis of IEM Capacity Allocation Considering Trading Between Aggregation of Prosumers or Not</title>
<p>This section compares case 2 with case 4.</p>
<sec id="s6-2-1-1">
<title>1 Optimization game results of the purchase and sell prices</title>
<p>Based on the proposed method, when the AOP and the IEMSP reach game equilibrium, the final electricity price adjustment coefficient (PAC) is 0.895, the purchase PAC is 0.10 in case 4, the sale PAC in case 2 is 0.893, and the purchase PAC is 0.09. By formula (20), we can obtain the corresponding IEMSP electricity sell and purchase prices as shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>IEMSP purchase and sell price optimization results in case 2 and case 4.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g005.tif"/>
</fig>
<p>IEMSP purchase and sell price optimization results in case 2 and IEMSP purchase and sell price optimization results in case 4 are provided.</p>
</sec>
<sec id="s6-2-1-2">
<title>2 Equipment Selection and Capacity Configuration Results</title>
<p>Comparing case 2 and case 4 in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, we can obtain that when the electricity trading between AOPs is not considered, both the capacity configurations of AOPs and IEMSP have increased significantly. For example, the PV capacity configuration has increased from 230&#xa0;kW to 279&#xa0;kW in IEMSP, and AOP&#x2019;s PV capacity configuration increases from 116 to 170&#xa0;kW. To conserve the equipment configuration capacity, the electricity trading between AOPs should be considered on the AOP-involved optimal capacity allocation method for IEM.</p>
</sec>
<sec id="s6-2-1-3">
<title>3 Economic Results</title>
<p>Comparing case 2 and case 4 from <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, when the electricity trading between AOPs is not considered, both comprehensive costs of AOP and IEMSP have increased, IEMSP&#x2019;s comprehensive costs have increased by 26.9%, and AOPs&#x2019; comprehensive costs have increased by 53.2%, which illustrates that the consideration of the electricity trading between AOPs will save a lot of costs and improve the economy of the capacity configuration.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s6-3">
<title>6.2.2 Analysis of the Impact of the Green Certificate and Carbon Trading</title>
<p>This section compares case 3 with case 4.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) Equipment Selection and Capacity Configuration Results</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Case 3 did not consider green certificates and carbon trading compared with case4; comparing case 3 and case 4 in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, it can be seen that for IEMSP, the PV configuration capacity decreases from 230&#xa0;kW in case 4 to 169&#xa0;kW in case 3, and the CHP configuration capacity increases from 260&#xa0;kW in case 4 to 321&#xa0;kW in case 3. For AOPs, the PV configuration capacity decreases from 116 to 106&#xa0;kW. Due to the high cost and small carbon emissions of PV units compared to CHP units, the green certificates and the carbon trading model used in case1 select the PV configuration with small carbon emissions, which demonstrates that the participation of the multi-market mechanism proposed in this study improves the enthusiasm of green equipment and reducing carbon emissions.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>2) Economic Results</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Comparing case 3 and case 4 from <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, we can first get that the carbon emission trading costs and green certificate transaction costs are zero when carbon emission trading and green certificate transactions are not considered. Second, both costs of IEMSP and AOP decrease in case 3, and IEMSP&#x2019;s comprehensive costs decrease by 13.2%; AOP&#x2019;s comprehensive costs decrease by 11.2% due to the fact that the system tends to choose devices with small costs but large carbon emissions when not considering market mechanisms. However, both carbon emissions of IEMSP and AOP decrease in case 4 compared to case 3, IEMSP&#x2019;s carbon emission decreases by 16.7%, and AOP&#x2019;s carbon emission decreases by 20%.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s6-4">
<title>6.3 Comparative Analysis of Different Penetrations of Aggregation of Prosumers in the Integrated Energy Microgrid</title>
<p>Penetration of AOPs refers to the proportion of AOPs that exist in IEM. The penetration rate of case 4 is 15%. In this section, the penetration rate is increased to 50 and 85% on the basis of case 4 for comparison. The corresponding IEMSP electricity sell and purchase prices are shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>. With the change of penetration of AOPs in IEM, the optimization results of the purchase and sale price game and capacity configuration results are also changing.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>IEMSP purchase and sell price optimization results of different penetrations of AOPs.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g006.tif"/>
</fig>
<p>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) Optimization Game Results of the Purchase and Sell Prices</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The selling PAC is 0.895 and the purchase PAC is 0.10 in case 4 when the penetration of AOPs is 15%. When the penetration is 50%, the selling PAC is 0.89 and the purchase PAC is 0.08. When the penetration is 85%, the selling PAC is 0.7 and the purchase PAC is 0.06. With the increase in penetration of AOPs, the IEMSP purchase prices gradually increase, gradually approaching the grid price. Increased penetration of the AOP makes it more advantageous for them to fight for their interests in the price game, while the sell prices of IEMSP are slightly lowered.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>2) Capacity Configuration Results</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>As shown in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, with the increase of penetration of AOPs, the capacity configuration of AOPs has gradually increased and the capacity configuration of IEMSP has gradually decreased. From the perspective of the overall IEM, the overall capacity allocation is greatly reduced with the increase of penetration of AOPs under the same load of the overall IEM, which demonstrates that the increase of penetration of AOPs can effectively reduce the allocation of capacity in the IEM and save resources, which also proves that it is necessary to take the behavior of AOPs in the configuration of IEM into account.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Capacity allocation results of different penetrations of AOPs.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="2" align="left">Penetration of AOPs</th>
<th align="center">0</th>
<th align="center">15%</th>
<th align="center">30%</th>
<th align="center">50%</th>
<th align="center">85%</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="5" align="left">IEMSP</td>
<td align="left">PV/kW</td>
<td align="char" char=".">502</td>
<td align="char" char=".">230</td>
<td align="char" char=".">196</td>
<td align="char" char=".">145</td>
<td align="char" char=".">105</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">CHP/kW</td>
<td align="char" char=".">240</td>
<td align="char" char=".">250</td>
<td align="char" char=".">230</td>
<td align="char" char=".">214</td>
<td align="char" char=".">183</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ES/kWh</td>
<td align="char" char=".">677</td>
<td align="char" char=".">306</td>
<td align="char" char=".">278</td>
<td align="char" char=".">255</td>
<td align="char" char=".">90</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">HS/kWh</td>
<td align="char" char=".">698</td>
<td align="char" char=".">389</td>
<td align="char" char=".">305</td>
<td align="char" char=".">212</td>
<td align="char" char=".">99</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">GB/kW</td>
<td align="char" char=".">67</td>
<td align="char" char=".">67</td>
<td align="char" char=".">67</td>
<td align="char" char=".">68</td>
<td align="char" char=".">68</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">AOPs</td>
<td align="left">PV/kW</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">116</td>
<td align="char" char=".">199</td>
<td align="char" char=".">249</td>
<td align="char" char=".">390</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ES/kWh</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">59</td>
<td align="char" char=".">87</td>
<td align="char" char=".">145</td>
<td align="char" char=".">201</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s6-5">
<title>6.4 Impact of Carbon Trading Price on Operation Costs of IEMSP</title>
<p>From <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>, we can see that the carbon trading price has little impact on the operation cost under the low price. When the carbon trading price rises to $35, the IEMSP operation cost increases obviously and the carbon trading cost decreases significantly. With the continuous growth of carbon trading prices, the system can profit through carbon trading. The photovoltaic device reaches the upper limit when the carbon trading price reaches $45/T. As the carbon trading price rises, the carbon emission of the system will not change significantly, and the operation state of the system tends to be stable. The analysis shows that the carbon trading price fluctuation impacts the system operation cost and carbon trading cost. Reasonable carbon prices are beneficial for the capacity allocation of IEMSP.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Operating costs and carbon emission trading costs of IEMSP under different carbon emission trading prices.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g007.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s6-6">
<title>6.5 Analysis of Earnings of Aggregation of Prosumers Under Different Green Certificate Prices</title>
<p>The price of the green certificate is adjusted from $6 to $12 and the change in the income of the green certificate of the AOPs is observed as shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Earnings under different green certificate prices.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-875499-g008.tif"/>
</fig>
<p>It is assumed that the AOPs can participate in green certificate transactions and green certificate cross-chain transactions according to the number of green certificates obtained by the AOPs to get a green income. It can be found from <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> that the higher the unit price of the green certificate, the more the earnings obtained through cross-chain transactions.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s7">
<title>7 Conclusion</title>
<p>To configure capacity for devices managed by IEMSP and devices of AOPs in IEM with minimal costs, an IEMSP capacity configuration cost model considering LLCT and an AOP capacity configuration cost model considering green cross-chain transactions are established. Electricity trading between AOPs is considered to reduce transmission losses and promote energy consumption nearby. The IEMSP-AOPs non-cooperative capacity allocation algorithm is used to consider electricity price trading between IEMSP and AOPs.</p>
<p>When trading between AOPs is considered under the 15% penetration of AOPs in the IEM, IEMSP&#x2019;s comprehensive costs have decreased by 26.9% and AOPs&#x2019; comprehensive costs have reduced by 53.2%, which illustrates that the consideration of the electricity trading between AOPs will save a lot of costs and improve the economy of the capacity configuration under the same load; participation of the multi-market mechanism improves the enthusiasm of green equipment and reduces carbon emissions. When the multi-market mechanism is considered under the 15% penetration of AOPs, both the carbon emission of IEMSP and AOP decrease, IEMSP&#x2019;s carbon emission decreases by 16.7% and AOP&#x2019;s carbon emission decreases by 20%. In addition, simulation results demonstrate that the increase of the penetration of AOPs enables the allocation capacity of devices in IEM to decrease under the same load.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>8 Future Work</title>
<p>The heating and gas network constraints will be considered in the next research work; subsequent research will consider enhancing the originality and complexity of device modeling of IEM considering AOPs; this study uses the particle swarm algorithm to solve the proposed game model, which may cause the solution results to fall into local optimum. How to make the solution the result of the game model faster and more accurate will be further studied in the future.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s9">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/<xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material</xref>, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s10">
<title>Author Contributions</title>
<p>1. AOPs are considered in the capacity allocation of IEM, which can save the configuration capacity of the device under the same load and avoid waste of energy in IEM. 2. The approach of the non-cooperative game is used to solve the optimal capacity allocation model for IEM considering AOPs, thus obtaining the optimal capacity allocation results of the capacity of devices managed by IEMSP and devices of AOPs in IEM. 3. The multi-market mechanism is built based on the coupling mechanism of green certificate trading, carbon emission trading, and the electricity market to stimulate renewable energy equipment and increase environmental benefits in the IEM in the study.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s11">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s12">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article or claim that may be made by its manufacturer is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec id="s13">
<title>Supplementary Material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2022.875499/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2022.875499/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="Datasheet1.DOCX" id="SM1" mimetype="application/DOCX" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Akram</surname>
<given-names>U.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khalid</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shafiq</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Optimal Sizing of a Wind/solar/battery Hybrid Grid&#x2010;connected Microgrid System</article-title>. <source>IET Renew. Power Generation</source> <volume>12</volume>, <fpage>72</fpage>&#x2013;<lpage>80</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-rpg.2017.0010</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Atia</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yamada</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Sizing and Analysis of Renewable Energy and Battery Systems in Residential Microgrids</article-title>. <source>IEEE Trans. Smart Grid</source> <volume>7</volume>, <fpage>1204</fpage>&#x2013;<lpage>1213</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSG.2016.2519541</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cai</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Blockchain Based Trading Platform of Green Power Certificate: Concept and Practice</article-title>. <source>Dianli Xitong Zidonghua/automation Electr. Power Syst.</source> <volume>44</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7500/AEPS20200222003</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jia</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Multi-stage Planning of Park-Level Integrated Energy System Considering Construction Time Sequence</article-title>. <source>Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao/proceedings Chin. Soc. Electr. Eng.</source> <volume>40</volume>, <fpage>6815</fpage>&#x2013;<lpage>6827</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13334/j.0258-8013.pcsee.200622</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xia</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhong</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Power Generation Expansion Planning Model towards Low-Carbon Economy and its Application in china</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>25</volume>, <fpage>1117</fpage>&#x2013;<lpage>1125</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2009.2036925</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xia</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Transactive Energy System for Distributed Agents: Architecture, Mechanism Design and Key Technologies</article-title>. <source>Dianli Xitong Zidonghua/automation Electr. Power Syst.</source> <volume>42</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>7&#x2b;31</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7500/AEPS20171031002</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Clairand</surname>
<given-names>J.-M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arriaga</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Canizares</surname>
<given-names>C. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alvarez-Bel</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Power Generation Planning of Galapagos&#x27; Microgrid Considering Electric Vehicles and Induction Stoves</article-title>. <source>IEEE Trans. Sustain. Energ.</source> <volume>10</volume>, <fpage>1916</fpage>&#x2013;<lpage>1926</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSTE.2018.2876059</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ge</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Optimal Integrated Energy System Planning with DG Uncertainty Affine Model and Carbon Emissions Charges</article-title>. <source>IEEE Trans. Sustain. Energ.</source> <volume>3029</volume>, <fpage>1</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tste.2021.3139109</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Helgesen</surname>
<given-names>P. I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tomasgard</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>An Equilibrium Market Power Model for Power Markets and Tradable green Certificates, Including Kirchhoff&#x27;s Laws and Nash-Cournot Competition</article-title>. <source>Energ. Econ.</source> <volume>70</volume>, <fpage>270</fpage>&#x2013;<lpage>288</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.eneco.2018.01.013</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ai</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Modelling and Simulation Study of TOU Stackelberg Game Based on Demand Response</article-title>. <source>Dianwang Jishu/power Syst. Technol.</source> <volume>44</volume>, <fpage>585</fpage>&#x2013;<lpage>592</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0387</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Analysis and Reflection on the Development of Power System towards the Goal of Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality</article-title>. <source>Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao/proceedings Chin. Soc. Electr. Eng.</source> <volume>41</volume>, <fpage>6245</fpage>&#x2013;<lpage>6258</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13334/j.0258-8013.pcsee.210050</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Hybrid Energy Sharing for Multiple Microgrids in an Integrated Heat-Electricity Energy System</article-title>. <source>IEEE Trans. Sustain. Energ.</source> <volume>10</volume>, <fpage>1139</fpage>&#x2013;<lpage>1151</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSTE.2018.2861986</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lei</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Energy-Sharing Model with Price-Based Demand Response for Microgrids of Peer-To-Peer Prosumers</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>32</volume>, <fpage>3569</fpage>&#x2013;<lpage>3583</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2017.2649558</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zeng</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Optimization Scheduling of an Integrated Energy Service System in Community under the Carbon Trading Mechanism: A Model with Reward-Penalty and User Satisfaction</article-title>. <source>J. Clean. Prod.</source> <volume>323</volume>, <fpage>129171</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jclepro.2021.129171</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Operation Optimization of Integrated Energy System with Green Certificate Cross-Chain Transaction</article-title>. <source>Dianwang Jishu/power Syst. Technol.</source> <volume>45</volume>, <fpage>1311</fpage>&#x2013;<lpage>1319</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1940</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Maharjan</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gjessing</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Basar</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Dependable Demand Response Management in the Smart Grid: A Stackelberg Game Approach</article-title>. <source>IEEE Trans. Smart Grid</source> <volume>4</volume>, <fpage>120</fpage>&#x2013;<lpage>132</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSG.2012.2223766</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="book">
<collab>National Energy Administration</collab> (<year>2021</year>). <source>Notice of the National Energy Administration on Issuing the &#x201c;Key Points of Energy Supervision Work in 2021</source>. </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>gao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yanhong</surname>
<given-names>y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>m.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yinbo</surname>
<given-names>z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Junyong</surname>
<given-names>l.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). &#x201c;<article-title>Multi-type Retail Packages Design and Multi-Level Market Power purchase Strategy for Electricity Retailers Based on Master-Slave Game</article-title>,&#x201d; in <source>Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao/Proceedings Chinese Soc. Electr. Eng.</source>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20210728.1035.006.html">https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20210728.1035.006.html</ext-link>
</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Parag</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sovacool</surname>
<given-names>B. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Electricity Market Design for the Prosumer Era</article-title>. <source>Nat. Energ.</source> <volume>1</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nenergy.2016.32</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Decentralized Dispatch of Multi-Area Integrated Energy Systems with Carbon Trading</article-title>. <source>Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao/proceedings Chin. Soc. Electr. Eng.</source> <volume>38</volume>, <fpage>697</fpage>&#x2013;<lpage>707</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13334/j.0258-8013.pcsee.170602</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Quashie</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marnay</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bouffard</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jo&#xf3;s</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Optimal Planning of Microgrid Power and Operating reserve Capacity</article-title>. <source>Appl. Energ.</source> <volume>210</volume>, <fpage>1229</fpage>&#x2013;<lpage>1236</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apenergy.2017.08.015</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shafie-Khah</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Javadi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Siano</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Catalao</surname>
<given-names>J. P. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>20172017</year>). <source>Optimal Behavior of Smart Households Facing with Both price-based and Incentive-Based Demand Response Programs</source>. <publisher-name>IEEE Manchester PowerTech</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/PTC.2017.7981248</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Teotia</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mathuria</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bhakar</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Peer&#x2010;to&#x2010;peer Local Electricity Market Platform Pricing Strategies for Prosumers</article-title>. <source>IET Generation, Transm. Distribution</source> <volume>14</volume>, <fpage>4388</fpage>&#x2013;<lpage>4397</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-gtd.2019.0578</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Operation Optimization of Regional Integrated Energy System Based on the Modeling of electricity-thermal-natural Gas Network</article-title>. <source>Appl. Energ.</source> <volume>251</volume>, <fpage>113410</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apenergy.2019.113410</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jia</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A Distributed Peer-To-Peer Energy Transaction Method for Diversified Prosumers in Urban Community Microgrid System</article-title>. <source>Appl. EnergyEnergy</source> <volume>260</volume>, <fpage>114327</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apenergy.2019.114327</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mei</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Energy Pricing and Dispatch for Smart Grid Retailers under Demand Response and Market Price Uncertainty</article-title>. <source>IEEE Trans. Smart Grid</source> <volume>6</volume>, <fpage>1364</fpage>&#x2013;<lpage>1374</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSG.2014.2376522</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xin</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ye</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Research on the Joint Planning Method of Electricity-Gas Integrated Energy System Based on Multi-Agent Game</article-title>. <source>Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao/proceedings Chin. Soc. Electr. Eng.</source> <volume>39</volume>, <fpage>6521</fpage>&#x2013;<lpage>6532</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13334/j.0258-8013.pcsee.182021</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hong</surname>
<given-names>S. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Supply-demand Balancing for Power Management in Smart Grid: A Stackelberg Game Approach</article-title>. <source>Appl. Energ.</source> <volume>164</volume>, <fpage>702</fpage>&#x2013;<lpage>710</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apenergy.2015.12.039</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zafar</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mahmood</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Razzaq</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Naeem</surname>
<given-names>U.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shehzad</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Prosumer Based Energy Management and Sharing in Smart Grid</article-title>. <source>Renew. Sust. Energ. Rev.</source> <volume>82</volume>, <fpage>1675</fpage>&#x2013;<lpage>1684</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rser.2017.07.018</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>