一种计及户用分布式电源的居民用户合作博弈用电安排方法技术

本发明专利技术公开了一种计及户用分布式电源的居民用户合作博弈用电安排方法，多个居民用户之间采取合作博弈的方式优化自身负荷的用电安排，合作博弈的结果有效降低了各个居民用户的能源消耗费用，具有明确的利益导向。此外，本发明专利技术还将配有储能装置的户用分布式电源引入到居民用户家庭中，使得居民用户可以使用分布式电源发出的电能，安排负荷用电时段的选择更多，从而电力消费比普通居民用户少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及智能电网中需求侧居民用户智能用电
，尤其设及一种计及户 用分布式电源的居民用户合作博弈用电安排方法。
技术介绍
进入新世纪后，由于传统电网的安全运行水平逐渐受到垢病，全球气候不断变暖、 能源危机加重W及用电负荷迅速增加，利用新能源和可再生能源接入电网发电的技术亟待 发展与完善。同时，在绿色环保、节能减排W及发展低碳经济等意识的驱动下，智能电网的 概念应运而生。 在智能电网中，需求侧管理(DSM)对于控制能源消耗、提高能源使用效率起着重要 作用，同时它能够降低负荷曲线的峰均比，达到电力的供需平衡。目前，随着智能电表逐渐 进入居民用户家庭，优化居民用户能源消耗已经成了智能电网中的研究热点之一。智能电 价是针对居民用户进行需求侧管理的常用方法，电网公司通过发布实时电价鼓励用户将其 可转移负荷从用电高峰时段转移至非高峰时段。 在智能电网环境下，电网公司和需求侧居民用户之间往往存在着信息交互，而博 弈论方法目前已经被大量运用W解决运些交互中的优化问题。在智能DSM中，电网公司能够 根据居民用户具体的负荷需求，给予用户一定的激励，主要W发布合适的电价政策的形式， 使用户的负荷特性曲线趋于平稳；用户则根据电价政策积极调整其用电模式，使自身的负 荷用电安排趋于最优。因此，存在着多个居民用户关于各自负荷用电安排策略之间的博弈， 博弈的目标是使所有用户的获益最大化，即使得每个用户的能源消耗费用均为最小。 迄今为止，已有不少学者研究博弈论用于解决智能电网中负荷用电问题并取得了 重要进展。然而，针对上述内容的研究还没有考虑把分布式电源作为居民用户电能自发自 用的一种方式，即分布式电源未来可W影响到居民用户的负荷用电计划，并且在现有的研 究中对于居民用户智能用电的博弈模型主要设及的是非合作博弈模型，而对于合作博弈模 型并没有作详细讨论。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种采用分布式电源和合作博弈模型的计及户用分布式电 源的居民用户合作博弈用电安排方法。 本专利技术所述的计及户用分布式电源的居民用户合作博弈用电安排方法，包括W下 的步骤：[000引SI:引入配有储能装置的户用分布式电源至居民用户家庭中，将分布式电源接入 电网发电，负荷在用电高峰时段优先使用分布式电源发出的电能，此外也使用居民用户从 电网公司购得的电能，从而构建出居民用户的负荷用电模型； S2:根据电网公司发布的智能电价，建立电网公司的电能成本模型，居民用户根据 电价通过安排可转移负荷的用电方案参与能源消耗调度，从而建立居民用户的电力消耗模 型和家庭负荷控制模型； S3:根据电网公司发布的智能电价，给出各居民用户的电力消费支付函数，通过安 排可转移负荷的用电方案和储能装置的充放电计划，W各居民用户用电费用最少为目标， 建立各居民用户参与能源消耗调度的合作博弈模型；[OOW S4:各居民用户之间通过信息互联网将各自负荷的用电信息进行交互、汇总和处 理，最后求解出联网的户用能源消耗调度终端合作博弈的纳什均衡点。 进一步，所述步骤Sl中的负荷用电模型包括不可转移负荷模型、可转移负荷模型 和配有储能装置的户用分布式电源模型。 进一步，所述步骤S2中的电力消耗模型包括第n个居民用户从电网公司购得的外 部电量的消耗量Xn,a和分布式电源配备的储能装置中的内部电量的消耗量yn,3,外部电量的 消耗量Xn,a和内部电量的消耗量yn,a叠加得到居民用户所有负荷总的电力消耗量;其中，a为 负荷。 进一步，所述步骤S3中，根据电网公司的电能成本模型Ch( ?)可得电力消费支付 函数为：(1) 其中，H = U, 2，...，24}，Qn为第n个居民用户消耗的电量相对于所有居民用户 所消耗的总电量的比例，?i。为第m个居民用户的负荷a在h个小时内的外部电量消耗量， yl。为第m个居民用户的负荷曰在h个小时内的内部电量消耗量，Am为第m个居民用户所有家 庭负荷的集合。 进一步，所述步骤S3中的合作博弈模型为： 其中，bn > 0，4,。为第m个居民用户的负荷a在h个小时内的外部电量消耗量，乂;W 为第m个居民用户的负荷a在h个小时内的内部电量消耗量，为第n个居民用户的分布式电 源配备的储能装置在h个小时内储存的电量，Qn为第n个居民用户消耗的电量相对于所有 用户所消耗的总电量的比例，On为第n个居民用户的分布式电源发出的电量相对于所有配 有分布式电源的居民用户发出的总电量的比例，Xn为第n个居民用户的负荷用电策略，X-n为 除第n个居民用户W外的其它用户的负荷用电策略，Ch( ?)为电网公司的电能成本模型，H' = {t|a(t)<t<e(t)}，a(t)为分布式电源配备的储能装置电量存满的时刻，e(t)为分布式 电源停止发电的时刻。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于： 1)本专利技术考虑了户用分布式电源作为户用电力自发自用的方式，分布式电源与家 庭用电的交互也是未来智能电网发展的趋势之一； 2)本专利技术中，多个居民用户之间采取合作博弈的方式优化自身负荷的用电安排， 合作博弈的结果有效降低了各个居民用户的能源消耗费用，具有明确的利益导向； 3)本专利技术将配有储能装置的户用分布式电源引入到居民用户家庭中，使得居民用 户可W使用分布式电源发出的电能，安排负荷用电时段的选择更多，从而电力消费比普通 居民用户少。【附图说明】 图1为本专利技术的智能电网环境下居民用户参与ECS的合作博弈场景图； 图2为本专利技术的居民用户参与能量消费安排前每小时的负荷用电量； 图3为本专利技术的居民用户参与能量消费安排前在光伏电池板配备的储能装置中的 剩余电量的各时段内居民用户向电网售电所得的收益； 图4为本专利技术的居民用户参与能量消费安排后每小时的负荷用电量； 图5为本专利技术的居民用户参与能量消费安排后每小时的售电收益； 图6为本专利技术的所有居民用户在参与能量消费安排前后的电费。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。 本专利技术公开了，包括 W下的步骤： SI:引入配有储能装置的户用分布式电源至居民用户家庭中，将分布式电源接入 电网发电，负荷在用电高峰时段优先使用分布式电源发出的电能，此外也使用居民用户从 电网公司购得的电能，从而构建出居民用户的负荷用电模型； S2:根据电网公司发布的智能电价，建立电网公司的电能成本模型，居民用户根据 电价通过安排可转移负荷的用电方案参与能源消耗调度，从而建立居民用户的电力消耗模 型和家庭负荷控制模型； S3:根据电网公司发布的智能电价，给出各居民用户的电力消费支付函数，通过安 排可转移负荷的用电方案和储能装置的充放电计划，W各居民用户用电费用最少为目标， 建立各居民用户参与能源消耗调度的合作博弈模型； S4:各居民用户之间通过信息互联网将各自负荷的用电信息进行交互、汇总和处 理，最后求解出联网的户用能源消耗调度终端合作博弈当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及户用分布式电源的居民用户合作博弈用电安排方法，其特征在于：包括以下的步骤：S1：引入配有储能装置的户用分布式电源至居民用户家庭中，将分布式电源接入电网发电，负荷在用电高峰时段优先使用分布式电源发出的电能，此外也使用居民用户从电网公司购得的电能，从而构建出居民用户的负荷用电模型；S2：根据电网公司发布的智能电价，建立电网公司的电能成本模型，居民用户根据电价通过安排可转移负荷的用电方案参与能源消耗调度，从而建立居民用户的电力消耗模型和家庭负荷控制模型；S3：根据电网公司发布的智能电价，给出各居民用户的电力消费支付函数，通过安排可转移负荷的用电方案和储能装置的充放电计划，以各居民用户用电费用最少为目标，建立各居民用户参与能源消耗调度的合作博弈模型；S4：各居民用户之间通过信息互联网将各自负荷的用电信息进行交互、汇总和处理，最后求解出联网的户用能源消耗调度终端合作博弈的纳什均衡点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙团，张文虎，刘晓峰，汤奕，李辰龙，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32