能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置，方法包括：通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，优化模型的约束条件包括：能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；根据每一用户的决策变量向量，对能源互联网进行控制，以实现能源互联网分布式综合需求侧响应。可使能源互联网运行的经济性、灵活性、可靠性均可得到有效提高。

Distributed integrated demand side response method and device for energy Internet

The invention provides a distributed demand side response method and a device for energy internet. The method includes: obtaining decision variable vectors of each user in the energy Internet by solving a preset generalized Nash game optimization model, and the decision variable vectors include decision variables of input energy and decision variables of output energy. The objective of the model is to minimize the total cost of each user. The total cost of each user includes input energy cost and output energy utility cost. The constraints of the optimization model include: the total input energy constraints of all users in the energy Internet, the operating conditions of each user's energy storage device, and each user's operating conditions. Input energy constraints of users and output energy constraints of each user; according to the decision variable vector of each user, the energy Internet is controlled to achieve distributed integrated demand side response of the energy Internet. The economy, flexibility and reliability of the energy Internet operation can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置
本专利技术涉及能源互联网能源管理
，更具体地，涉及能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置。
技术介绍
随着能源结构转型的不断深入，传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求。因此，近年来，能够实现多类型能源互联融合的能源互联网概念被提出，旨在构建一种以可再生能源为主要能量单元，能够实现供应侧多类型能源协同互补，系统供需双侧资源协调互动，具有能源生产与交易分散化、系统数据与信息透明化特征的新型能源供需体系。能源互联网是能源和互联网思维深度融合的结果，旨在提高能源利用率，并降低对传统能源的依赖，转变能源生产方式及消费模式。传统能源网络内的能源通常为一种能源类型，例如电能。传统的电力系统内需求侧响应(DemandResponse，DR)又称电力需求侧响应，是在电力市场化的基础上，由电力需求侧管理(DemandSideManagement，DSM)发展而来。电力需求侧响应是指当电力销售市场的电价升高或电力系统可靠性受到威胁时，用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。而在能源互联网背景下，传统的电力需求侧响应将逐步向综合需求侧响应方向发展。综合需求侧响应是能源互联网中能量流、信息流与价值流汇聚融合在用户侧的重要体现，其实施能够实现系统供需双侧资源的协同效益。但目前现有技术中并没有出现一种适用于能源互联网的综合需求侧响应方法，所以现急需提供一种可以适应于能源互联网的分布式综合需求侧响应方法。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置。一方面，本专利技术提供了一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法，包括：S1，通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，所述决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；所述预设广义纳什博弈优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，所述预设广义纳什博弈优化模型的约束条件包括：所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；S2，根据所述每一用户的决策变量向量，对所述能源互联网进行控制，以实现所述能源互联网分布式综合需求侧响应。另一方面，本专利技术还提供了一种能源互联网分布式综合需求侧响应装置，包括：向量获取模块和响应模块。其中，所述向量获取模块用于通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，所述决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；所述预设广义纳什博弈优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，所述预设广义纳什博弈优化模型的约束条件包括：所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；所述响应模块用于根据所述每一用户的决策变量向量，对所述能源互联网进行控制，以实现所述能源互联网分布式综合需求侧响应。另一方面，本专利技术还提供了一种能源互联网分布式综合需求侧响应设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述所述的方法。另一方面，本专利技术还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机执行上述所述的方法。本专利技术提供的能源互联网分布式综合需求侧响应方法及装置，提供了一种基于广义纳什博弈理论的分布式综合需求侧响应方法，具体是通过求解预设广义纳什博弈优化模型，得到能源互联网内每一用户的决策变量向量。除了借助可转移负荷的特性，削峰填谷优化成本，也通过能源互联网内的供给侧与用户侧的能源互补协同利用，能源互联网运行的经济性、灵活性、可靠性均可得到有效提高。该方法依托于分布式控制框架，有利于保护用户数据隐私，降低计算成本。同时该方法可有效降低用户购能成本，保障能源互联网供能可靠性。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法的流程示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中能源路由器的结构示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的采用和未采用本专利技术提供的综合需求侧响应方法时用户的购能成本示意图；图4为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中仿真得到的电网公司的实时零售电价示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中各时段用户的总用电量的示意图；图6为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中各时段用户的总用气量的示意图；图7为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中能源互联网中某一用户在三个场景下的用电需求示意图；图8为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中能源互联网中某一用户在三个场景下的用气需求示意图；图9为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中能源互联网中某一用户在场景①至场景③下储电装置的充放电示意图；图10为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中能源互联网中某一用户在场景①至场景③下的调度系数示意图；图11为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中用户数为20时各用户综合成本函数的示意图；图12为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法中用户数为100时编号前20的用户综合成本函数的示意图；图13为本专利技术另一实施例提供的一种能源互联网分布式综合需求侧响应装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术一实施例提供了一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法，包括：S1，通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，所述决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；所述广义纳什博弈优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，所述广义纳什博弈优化模型的约束条件包括：所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；S2，根据所述每一用户的决策变量向量，对所述能源互联网进行控制，以实现所述能源互联网分布式综合需求侧响应。具体地，本专利技术中通过设置能源互联网需要实现的目标，即需要保证能源互联网的综合成本最小，考虑能源互联网内每一用户需要满足的约束条件以及所有用户满足的约束条件，构建预设广义纳什博弈优化模型，通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法，其特征在于，包括：通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，所述决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；所述预设广义纳什博弈优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，所述预设广义纳什博弈优化模型的约束条件包括：所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；根据所述每一用户的决策变量向量，对所述能源互联网进行控制，以实现所述能源互联网分布式综合需求侧响应。

【技术特征摘要】
1.一种能源互联网分布式综合需求侧响应方法，其特征在于，包括：通过求解预设广义纳什博弈优化模型，获取能源互联网内每一用户的决策变量向量，所述决策变量向量包括输入能源的决策变量和输出能源的决策变量；所述预设广义纳什博弈优化模型的目标为每一用户的综合成本最小，每一用户的综合成本包括：输入能源成本和输出能源效用成本，所述预设广义纳什博弈优化模型的约束条件包括：所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件、每一用户配置的储能装置的运行条件、每一用户的输入能源约束条件以及每一用户的输出能源约束条件；根据所述每一用户的决策变量向量，对所述能源互联网进行控制，以实现所述能源互联网分布式综合需求侧响应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入能源的能源类型具体包括：电能和天然气，所述输入能源的决策变量包括输入电能量和输入天然气量；相应地，所述输入能源成本具体包括购电成本和购气成本；所述输出能源效用成本具体包括所述用户的需求侧负荷消耗所述输入电能量和所述输入天然气量获得的效用值的负值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述购电成本通过输入电能量与零售电价的乘积得到，所述购气成本通过输入天然气量与零售气价的乘积得到；所述零售电价具体通过如下公式表示：其中，表示时段t的零售电价，表示时段t的基础零售电价，为时段t零售电价与时段t所述能源互联网内所用用户的输入电能总量的关系系数，且有为优化周期。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户的需求侧负荷消耗所述输入电能量和所述输入天然气量获得的效用值具体通过如下公式计算：其中，为用户i在时段t的输出电能量，为用户i的需求侧负荷在时段t消耗的效用函数，为用户i在时段t的输出天然气量，为用户i的需求侧负荷在时段t消耗的效用函数，为能源互联网内的用户集合，为优化周期；与分别表示用户i的用户侧负荷在时段t对应的效用函数的一次项系数与二次项系数，且有与分别表示用户i的用户侧负荷在时段t对应的效用函数的一次项系数与二次项系数，且有5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能源互联网内所有用户的输入能源总量约束条件具体包括：所有用户的输入电能总量约束条件和所有用户的输入天然气总量约束条件；所述所有用户的输入电能总量约束条件具体为：对于优化周期内的任一时段，所述任一时段内所述能源互联网内所有用户的输入电能总量小于或等于所述能源互联网内配电网主馈线的电容量或降压变压器的电容量；所述所有用户的输入天然气总量约束...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，魏韡，刘锋，梁易乐，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11