一种基于竞价均衡的微电网运行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于竞价均衡的微电网运行方法，包括：微电网竞价单元Agent获取微电网内部清算电，以收益函数值最大为优化目标，求取能获得最优发电量的竞价函数；微电网竞价管理Agent根据上报的竞价函数，以供需平衡为条件求解新的微电网内部电价和发电分配方案，并将新的微电网内部电价发布给所有微电网竞价单元Agent，根据新电价更新收益函数，重新决策竞价函数，并再次上报竞价管理Agent进行电价和发电分配的计算，不断重复直到电价收敛为止，并以收敛值作为微电网的内部清算电价；以最终所得内部清算电价确定微电网最终发电方案。本方法所得发电分配方案，可以优化微电网分布式电源的发电总成本，实现微电网经济运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于竞价均衡的微电网运行方法
本专利技术涉及微电网优化运行领域，尤其涉及一种基于竞价均衡的微电网运行方法。
技术介绍
节能减排和可持续发展的问题成为世界各国关注的焦点，能源发展面临以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的创新体系，以信息技术彻底改造现有的能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率等挑战。在可再生能源应用中，风能、光伏等分布式发电(DistributedGeneration，DG)是未来发电的重要形式，但由于间歇性和不可控性，如何管控及高效利用DG成为能源领域关注的重点。微电网在DG与电网之间提供了一个中间层，通过能量管理和控制，避免了间歇性DG对电网的冲击[1-3]。以微电网为单元的DG接入方式，能有效提高供电可靠性，但也改变了传统电网的结构和运行方式，采用更加智能化的控制手段来优化和控制其运行是微电网发展的趋势。由于微电网内组成元素的复杂性及运行方式的灵活性，其优化目标的实现往往需要内部各元件之间的相互配合、协调控制，因此运行优化过程是一个多目标、多变量、多约束条件和非线性的优化问题，优化目标可以是网络损耗最小、发电成本最小或可靠性最高等，并已有部分应用多智能体系统(Multi-AgentSystem，MAS)进行运行控制。国内外文献通常基于MAS结构建立上中下三层微电网优化控制，制定了包括维持系统电压稳定、最大化经济和环境效益的微电网优化控制目标，通过三层微电网Agent进行优化控制；或者将整个微电网视为一个代理参与配电网电力市场的竞价过程，并对分别按照统一电价和招投标电价两种不同电价决定机制下的运行结果进行比较和分析，得出微电网整体与配电网之间的电力互动策略的不同，以及对微网内部各项经济指标的影响[4-6]。随着新能源发电渗透率的不断提高、微电网应用的不断推广以及电力市场改革的不断实施，电力系统的运行方式将面临新的问题：(1)分布式发电使能源供应本地化，微电网内的电能将有很大一部分不经过大电网输、配环节直接供给用户，其电价若还按照大电网电价进行核算，有失准确与经济；(2)大电网的电价只能反映传统发输配电的成本和收益，并不能反映微电网内投资方，特别是多产权微电网各方的利益诉求，这不利于商业化微电网的建设和发展；(3)接于同一大电网下的多个微电网间可能存在不同的用电峰谷时段，若按照统一的大电网峰谷电价进行结算将有失对不同微电网用户的公平性。针对上述问题，有必要在电力市场化视角下，根据微电网相对独立的特点引入竞价机制，通过模拟微电网内DG多次竞价并达到均衡的过程，最终形成微电网的内部清算电价、以及发电分配方案，实现微电网内的资源优化配置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于竞价均衡的微电网运行方法，本专利技术在确定微电网内部电价的同时，优化微电网内部总发电成本，制定发电分配方案，详见下文描述：一种基于竞价均衡的微电网运行方法，所述微电网运行方法包括以下步骤：微电网竞价单元Agent获取微电网内部清算电，以收益函数值最大为优化目标，求取能获得最优发电量的竞价函数并提交给微电网竞价管理Agent；微电网竞价管理Agent根据上报的竞价函数，以供需平衡为条件求解新的微电网内部电价和发电分配方案，并将新的微电网内部电价发布给所有微电网竞价单元Agent；各微电网竞价单元Agent根据新电价更新收益函数，重新决策竞价函数，并再次上报竞价管理Agent进行电价和发电分配的计算，不断重复直到电价收敛为止，并以收敛值作为微电网的内部清算电价；以最终所得内部清算电价确定微电网最终发电方案。所述微电网运行方法还包括：若微电网竞价单元Agent在某一竞价阶段不能得到可盈利的竞价策略，则暂时退出竞价流程。所述微电网最终发电方案具体为：若所得微电网内电价介于大电网供电电价和购电电价之间，微电网竞价管理Agent以所得电价Pclear作为微电网内部电价，各DG以最新上报的目标搜索竞价函数确定发电量，不足的部分从大电网购电；若所得微电网内统一电价高于大电网供电电价，微电网竞价管理Agent以大电网供电电价为微电网内部电价，未被满足的负荷需求将从大电网购电；若所得微电网内电价低于大电网购电电价，微电网竞价管理Agent将剩余发电量以大电网购电电价卖给大电网，并以大电网购电电价为微电网内电价。所述收益函数具体为：其中，ρn为第n次竞价确定的微电网内清算电价；Qi为分布式电源发电量；和为可变成本系数；为固定成本系数。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：(1)微电网中的电能很大一部分由本地分布式电源供给，并不经过大电网或者配电网传输，目前微电网的电价结算普遍采用联络节点的配电网电价，不能衡量分布式电源的发电成本与收益。本专利技术在微电网内引进竞价手段，制定与本地电力生产成本和供求关系相关联的电价进行结算，更加符合实际情况。(2)本专利技术通过多次竞价后，得到发电分配方案，可以优化微电网分布式电源的发电总成本，实现微电网的经济运行。(3)微电网内组成元素的复杂性及运行方式的灵活性，多分布式电源使得微电网具有分布分散的特点，本专利技术基于多智能体系统建立竞价过程的协商机制，能很好的适应微电网分散分布的特点。附图说明图1为本专利技术提供的竞价单元Agent的竞价优化递推过程的示意图；图2为本专利技术提供的竞价管理Agent的竞价管理决策过程的示意图；图3为本专利技术提供的竞价单元与竞价管理之间的信息交互的示意图；图4为本专利技术提供的微电网基于竞价均衡的运行决策流程图的示意图；图5为本专利技术提供的DUIT微电网结构的示意图；图6为本专利技术提供的价格收敛曲线的示意图；图7为本专利技术提供的微电网发电总成本曲线的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1为了制定符合微电网内部发电生产成本和供需情况的微电网内部电价，本专利技术实施例提供了一种基于竞价均衡的微电网运行方法，参见图1至图4，该方法包括以下步骤：101：微电网竞价单元Agent的竞价决策过程；微电网竞价单元Agent：主要为DG单元，一定情况下可包括：负荷和储能单元。微电网竞价单元Agent基于本地测量信息以及与其他Agent的通信信息进行竞价决策，并将竞价策略提交给微电网竞价管理Agent。本地测量信息包括：DG自身的发电能力、属性以及成本等信息，这些信息均为私有信息，是自身制定最优决策的有力根据。102：微电网竞价管理Agent的决策过程；微电网竞价管理Agent：该Agent管理微网内的竞价过程，得出发电经济分配方案，并将该方案与微电网运行控制Agent进行共享，同时将竞价所得电价上报微电网Agent。103：判断电价收敛并确定微电网最终发电方案。其中，步骤101中的微电网竞价管理Agent和步骤102中的微电网竞价单元Agent，两者互相独立且同步执行。具体实现时，微电网竞价单元Agent和微电网竞价管理Agent之间通过信息交换和基于所获得信息的理性决策，构成了微电网内部竞价的整个流程。微电网竞价单元Agent的竞价优化递推过程如图1所示，微电网竞价单元Agent从微电网竞价管理Agent获得微电网内部清算电价ρn之后，以收益函数fin值最大为优化目标，求取能获得最优发电量的竞价函数并提交给微电网竞价管理Agent。若微电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于竞价均衡的微电网运行方法，其特征在于，所述微电网运行方法包括以下步骤：微电网竞价单元Agent获取微电网内部清算电，以收益函数值最大为优化目标，求取能获得最优发电量的竞价函数并提交给微电网竞价管理Agent；微电网竞价管理Agent根据上报的竞价函数，以供需平衡为条件求解新的微电网内部电价和发电分配方案，并将新的微电网内部电价发布给所有微电网竞价单元Agent；各微电网竞价单元Agent根据新电价更新收益函数，重新决策竞价函数，并再次上报竞价管理Agent进行电价和发电分配的计算，不断重复直到电价收敛为止，并以收敛值作为微电网的内部清算电价；以最终所得内部清算电价确定微电网最终发电方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于竞价均衡的微电网运行方法，其特征在于，所述微电网运行方法包括以下步骤：微电网竞价单元Agent获取微电网内部清算电，以收益函数值最大为优化目标，求取能获得最优发电量的竞价函数并提交给微电网竞价管理Agent；微电网竞价管理Agent根据上报的竞价函数，以供需平衡为条件求解新的微电网内部电价和发电分配方案，并将新的微电网内部电价发布给所有微电网竞价单元Agent；各微电网竞价单元Agent根据新电价更新收益函数，重新决策竞价函数，并再次上报竞价管理Agent进行电价和发电分配的计算，不断重复直到电价收敛为止，并以收敛值作为微电网的内部清算电价；以最终所得内部清算电价确定微电网最终发电方案。2.根据权利要求1所述的一种基于竞价均衡的微电网运行方法，其特征在于，所述微电网运行方法还包括：若微电网竞价单元Agent在某一竞价阶段不能得到可盈利的竞价策略，则暂时退出竞价流程。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥玉，曾意，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12