一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法技术

本发明专利技术公开了一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，该方法建立需求侧温控负荷博弈方法，充分挖掘并利用温控负荷的储能特性，以最小化个体负荷的用电支出为目标，合理分配各个时段的负荷功率，可提高需求侧电能供给的效率。该方法不仅可降低每个用户的用电支出，同时还可提高需求侧电能供给的灵活性。

A Demand Side Response Game Method for Optimal Coordination of Temperature Control Load

The invention discloses a demand side response game method to realize optimal coordination of temperature control loads. The method establishes a demand side temperature control load game method, fully taps and utilizes the energy storage characteristics of temperature control loads, aiming at minimizing the electricity consumption expenditure of individual loads, and reasonably distributes the load power of each period, so as to improve the efficiency of power supply on demand side. This method can not only reduce the power consumption expenditure of each user, but also improve the flexibility of power supply on demand side.

【技术实现步骤摘要】
一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法
本专利技术属于电力系统、智能电网
，涉及一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法。
技术介绍
随着电网智能化进程的推进，需求侧响应成为未来智能电网研究领域的一大热点。现有需求侧响应项目挖掘具有储能特性的温控负荷(例如空调、热泵等负荷)的调度潜力，能够在不影响用户用电满意度的前提下为电网提供一定的辅助服务，帮助电网高效地安全稳定运行。然而，需求侧响应面对的复杂用户行为以及用户个体间的奖励分配给用户侧响应效果带来不确定的因素，现有的需求响应方法无法满足电网的调度需求，亟需一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，该方法建立需求侧温控负荷博弈方法，充分挖掘并利用温控负荷的储能特性，以最小化个体负荷的用电支出为目标，合理分配各个时段的负荷功率，可提高需求侧电能供给的效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，包括以下步骤：步骤1、初始化各个温控负荷的温度初值用电策略集合以及对应的步骤2、求解温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题，得到新的用电策略集合步骤3、判断若是，则转步骤4，若否，则更新并发送新的策略给其他温控负荷；步骤4、判断其他温控负荷用电策略是否有更新，若是，则转步骤5，若否，则输出结束；步骤5、接收其他温控负荷更新后的用电策略并更新转步骤2，直至输出结束。在上述实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法中，步骤1中：对于第k个温控负荷，优化问题的初值以当前温度为准；对于第k个温控负荷，表示单个温控负荷在N个优化阶段内的最小用电成本用电策略集合：(1)式中表示在第n个优化阶段内第k个温控负荷的功率值。表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率，表示如下：(2)式中K表示总的温控负荷数目。在上述实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法中，步骤2的实现包括：步骤2.1确定单个温控负荷多时间尺度最小用电成本优化问题的最小用电成本的目标函数：(3)式中表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率；Cn(·)是第n个优化阶段内需求侧负荷的总成本函数，一般为发电机燃料成本函数；是第n个优化阶段内第k个温控负荷的用电成本；h是每阶段优化时间的实际时长。步骤2.2确定单个温控负荷多时间尺度最小用电成本优化问题的约束条件：(4)式中是在第k个温控负荷在第n个优化阶段内的温度初值；分别表示在该温度初值下，温控负荷满足用户所需舒适温度区间的最小、最大的用电功率；表示第k个温控负荷的最大功率。总的来看，(2)式表示的第n个优化阶段内第k个温控负荷的功率值应同时满足当前舒适温度范围与负荷的电器特性要求。(5)式中G(·)表示温控负荷转移函数，可以通过第n个优化阶段内的温度初值与功率值推导出下一优化阶段的温度初值表示如下：(6)式中C表示温控负荷作用对象的热容，如空调的作用是调节室内温度，则C对应于室内空气的总热容；H表示温控负荷作用对象与外界环境热交换的热阻，热交换的能量与内外温度差值成正比，热阻H为正比系数；Text表示外界环境温度；KE表示温控负荷的能效比，为电功率与制冷/制热效用功率的比值。步骤2.3求解单个温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题：单个温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题可通过动态规划的方法快速求解。动态规划的贝尔曼方程如下：(7)式中式表示在第n个优化阶段开始到第N个优化阶段结束的总成本函数。同时假设动态规划反向计算的初值本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术的方法为一种在智能电网背景下，能够充分发挥温控负荷潜力的需求侧响应博弈方法；本专利技术的需求侧响应博弈方法，充分挖掘并利用了温控负荷的储能特性；该方法不仅降低了每个用户的用电支出，同时还提高了需求侧电能供给的灵活性。附图说明图1是本专利技术的方法流程示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，包括以下步骤：步骤1、初始化各个温控负荷的温度初值用电策略集合以及对应的步骤2、求解温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题，得到新的用电策略集合步骤3、判断若是，则转步骤4，若否，则更新并发送新的策略给其他温控负荷；步骤4、判断其他温控负荷用电策略是否有更新，若是，则转步骤5，若否，则输出结束；步骤5、接收其他温控负荷更新后的用电策略并更新转步骤2，直至输出结束。在上述实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法中，步骤1中：对于第k个温控负荷，优化问题的初值以当前温度为准；对于第k个温控负荷，表示单个温控负荷在N个优化阶段内的最小用电成本用电策略集合：(1)式中表示在第n个优化阶段内第k个温控负荷的功率值。表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率，表示如下：(2)式中K表示总的温控负荷数目。在上述实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法中，步骤2的实现包括：步骤2.1确定单个温控负荷多时间尺度最小用电成本优化问题的最小用电成本的目标函数：(3)式中表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率；Cn(·)是第n个优化阶段内需求侧负荷的总成本函数，一般为发电机燃料成本函数；是第n个优化阶段内第k个温控负荷的用电成本；h是每阶段优化时间的实际时长。步骤2.2确定单个温控负荷多时间尺度最小用电成本优化问题的约束条件：(4)式中是在第k个温控负荷在第n个优化阶段内的温度初值；分别表示在该温度初值下，温控负荷满足用户所需舒适温度区间的最小、最大的用电功率；表示第k个温控负荷的最大功率。总的来看，(2)式表示的第n个优化阶段内第k个温控负荷的功率值应同时满足当前舒适温度范围与负荷的电器特性要求。(5)式中G(·)表示温控负荷转移函数，可以通过第n个优化阶段内的温度初值与功率值推导出下一优化阶段的温度初值表示如下：(6)式中C表示温控负荷作用对象的热容，如空调的作用是调节室内温度，则C对应于室内空气的总热容；H表示温控负荷作用对象与外界环境热交换的热阻，热交换的能量与内外温度差值成正比，热阻H为正比系数；Text表示外界环境温度；KE表示温控负荷的能效比，为电功率与制冷/制热效用功率的比值。步骤2.3求解单个温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题：单个温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题可通过动态规划的方法快速求解。动态规划的贝尔曼方程如下：(7)式中式表示在第n个优化阶段开始到第N个优化阶段结束的总成本函数。同时假设动态规划反向计算的初值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、初始化各个温控负荷的温度初值

【技术特征摘要】
1.一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、初始化各个温控负荷的温度初值用电策略集合以及对应的表示对于第k个温控负荷在N个优化阶段内的最小用电成本用电策略集合，表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率；步骤2、求解温控负荷的多时间尺度最小用电成本优化问题，得到新的用电策略集合步骤3、判断若是，则转步骤4，若否，则更新并发送新的策略给其他温控负荷；步骤4、判断其他温控负荷用电策略是否有更新，若是，则转步骤5，若否，则输出结束；步骤5、接收其他温控负荷更新后的用电策略并更新转步骤2，直至输出结束。2.根据权利要求1所述的实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，其特征在于，步骤1中：对于第k个温控负荷，优化问题的初值以当前温度为准。3.根据权利要求1所述的实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，其特征在于，对于第k个温控负荷，表示为：(1)式中表示在第n个优化阶段内第k个温控负荷的功率值；表示除第k个温控负荷以外的其他温控负荷总功率，表示如下：(2)式中K表示总的温控负荷数目。4.根据权利要求1所述的实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法，其特征在于，步骤2的实现具体如下：步骤2.1确定单个温控负荷多时间尺度最小用电成本优化问题的最小用电成本的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁一，谢敦见，惠红勋，梅峰，
申请(专利权)人：浙江大学，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33