一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法，电网公司公布系统总的DR备用需求并下达给代理，各代理进行上报策略选择并上报DR可调度量。电网公司进行DR调度容量的下达。本方法以电网公司调度成本最小化及各代理各自的总收益最大化为目标函数进行求解，根据求解结果进行调度即可。电网公司总调度成本为调度容量成本和调度补偿成之和；某代理总收益为博弈收益、调度收益以及实时PDR调度电价差之和减去违约惩罚。本方法能够在多代理系统条件下计及负荷违约可能从而实现代理调度容量的合理分配，避免过度追求利益而对系统产生威胁，能够提高MAS需求侧调度的可靠性，降低系统备用需求。

A scheduling method for power grid multi agent system based on demand side scheduling capacity reporting strategy game

The invention discloses a demand side scheduling capacity reporting strategy game in power system based on multi agent system scheduling method, the Power Grid Corp announced the DR reserve demand the total system and assigned to agents, each agent to report and report to the DR scheduling strategy quantity. Power Grid Corp issued DR scheduling capacity. In this method, the scheduling cost of Power Grid Corp is minimized and the total revenue of each agent is maximized as the objective function, and the scheduling can be carried out according to the result of the solution. The total dispatch cost of Power Grid Corp is the sum of scheduling capacity cost and scheduling compensation; the total revenue of a proxy is the sum of game profit, scheduling revenue and real-time PDR scheduling price difference minus penalty. This method is capable of considering load in multi agent system under the condition of default could achieve a rational allocation of agent scheduling capacity, to avoid the excessive pursuit of the interests and the threat to the system, can improve the reliability of MAS demand side management, reduce the reserve requirement system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法
本专利技术属于电力系统需求响应调度领域，具体指通过代理需求响应调度容量上报策略博弈实现电网负荷调度任务的分配的调度方法。
技术介绍
随着风电等清洁能源的接入，电力系统中的间歇性能源所占比重逐渐升高。考虑到间歇性能源引起的功率波动对系统安全带来的威胁，其实际并网量并未相应升高，尤其是风电，部分地区弃风依旧严重。负荷能够作为系统备用提高电网应对功率波动的能力，且资源丰富、经济性好。相比储能装置，需求响应(demandresponse,DR)能够大大降低运行和投资成本，满足系统的备用需求。但是，负荷量庞大，通过电网公司进行统一调度并不现实。代理在电网公司和用户之间将扮演着电力产生出口和用户服务入口的角色，是电网连接用户的重要一环，其收益主要包括电力销售和DR调度两部分：一方面，代理从系统买电并向用户销售赚取售电收益，另一方面，代理通过DR调度积极参加系统调峰调频及其他调度任务，增加自身收益。即在履行电量交易的职责之外，根据电网的调度需求对自身所辖负荷进行调度。通过代理进行负荷调度，能够简化系统调度模式，降低系统调度复杂度。然而，代理的DR调度容量以及调度量的分配依旧是一个问题。多个代理之间存在利益竞争，随着电力市场的发展，单一的调度量下达模式并不能够很好的解决这一问题。通过价格博弈能够解决代理调度任务的分配问题，各代理将自身调度价格进行上报，电网根据代理上报价格进行调度任务的分配和下达。但是，价格博弈容易导致由于追求利益而出现恶性竞争导致最终的分配任务超过其实际完成范围，且负荷响应本身有一定的不确定性，存在调度违约的可能，又由于不同代理掌握的负荷特性不同，同一时刻的响应能力和违约概率也不尽相同，依据上报价格进行代理调度任务分配，可能造成违约导致的调度量超过代理实际可调度量上限而受到限制且不能及时调整，这样并不能很好保证系统调度的可靠性。现有策略鲜有在调度任务分配及实时调度中考虑负荷违约对电网调度的影响。
技术实现思路
针对现有调度策略存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法，本方法能够在多代理系统(multi-agentsystem,MAS)条件下计及负荷违约可能从而实现代理调度容量的合理分配，避免过度追求利益而对系统产生威胁，能够提高MAS需求侧调度的可靠性，降低系统备用需求。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法，其特征在于：按如下步骤进行，1)电网公司调度中心获得风电场日前预测出力后，根据系统备用需求以及常规备用能力，公布系统总的DR备用需求并下达给各代理；2)各代理相互之间作为博弈方，根据自身负荷可调度能力及履约能力，顾及自身调度极限及调度收益，进行DR可调度量上报策略的选择，并上报DR可调度量；代理i上报的DR可调度量Qm,t,i应不高于代理i最大可调度量Qmax,t,i；Qm,t,i≤Qmax,t,i(7)3)电网公司将各代理的上报量进行求和，判断总上报量是否满足系统要求：若不满足，则要求各代理再次进行容量上报，达到最大上报次数后仍不满足，则根据最大上报量综合系统自身备用情况，按照可允许最大风电量并网，此时电网公司分配给各代理的DR调度容量即为其上报量；如果满足，则根据各代理历史履约能力信任度进行DR调度容量的下达；各代理分配获得的DR调度容量由代理上报量和电网信任度两方面因素决定：信任度一定的情况下上报量越多，电网公司分配的DR调度容量越多；4)计算电网公司总调度成本：电网公司在满足系统调度需求前提下，以总调度成本最小化为目标；电网公司总调度成本为调度容量成本和调度补偿成之和，即，C＝Cr+Cdispatch其中电网公司对M个代理的调度容量成本为其中，为t时刻实际分配代理i的DR调度容量，CQ,t,i为单位调度容量成本；电网的单位电量调度补偿与信任度有关，较高的信任度能够获得较高的调度补偿；相反，如果代理违约率较高，电网对其信任度较低，单位电量的补偿较少；设电网对代理i的理想信任度为γ0，对应补偿电价为C0,m，那么对应信任度γi下的补偿电价Cm,t,i为电网公司的调度补偿成本为其中，Qact,t,i为t时刻对代理i的实时调度量；电网公司在调度时需满足如下约束条件，即式(11)-(15)：电网公司对M个代理容量分配原则为其中，Qtotal,t为t时刻总负荷备用需求；电网分配代理i的DR调度容量不应大于代理i上报的DR可调度量Qm,t,i电网在分配调度容量时，应考虑代理违约导致的最大电量缺失总和小于电网备用容量；其中，Rdown,t、Rup,t分别是系统的上、下备用容量，为某一代理的最大电量缺失；另外，每个代理实际调度量约束定义ΔPWG为风电输出功率波动量，那么系统调度平衡约束可表示为5)各代理获得DR调度容量后，再进行自身负责负荷的调度，某代理一个调度周期内的总收益为博弈收益Cgame、调度收益以及实时PDR调度电价差之和减去违约惩罚，即其中，为t时刻负荷的实际响应量，CL,t为t时刻代理对负荷的单位电量补偿，ΔQPDR,t为系统PDR响应电量；为电网公司制定的t时刻电价，PPDR,t为代理调整后给用户的t时刻电价；Qb,t、Cb,t分别是t时刻代理违约电量和单位电量违约惩罚；以电网公司调度成本最小化及各代理各自的总收益最大化为目标函数进行求解，根据求解结果进行调度即可。其中博弈收益Cgame按如下方法确定，调度时负荷存在违约可能，用户违约电量服从截断正态分布，δl、δr为两个已知实数，则δ在[δl,δr]条件下的概率密度函数为其中Φ分别为标准正态分布的概率密度函数和累积分布函数，δ、μ、σ分别是密度函数的自变量以及其均值和标准差；Q为用户可调度电量，令Q’＝|Q|，那么用户的违约电量在[0,Q’]范围内，不同代理用户的响应特性通过资源特性系数α来表征；用户的违约电量期望为设代理负责l个用户负荷，那么代理的违约率ωm表示为负荷会在代理实时调度量下达后上报自身实际响应值，t时刻的违约电量会在t时刻实时调度前由代理采集；代理违约将受到电网公司较高惩罚，降低电网公司对其信任度，影响电网公司调度任务的分配；设电网公司信任度γ与代理实际违约率在第一象限呈二次函数关系，即随着违约率的升高，信任度逐渐下降，关系见式(4)；其中，ωmu为电网所能忍受的最大违约率；a、b为二次函数系数；各代理在博弈过程中，电网根据代理上报情况进行任务分配，代理根据任务分配情况调整自身上报倾向从而改变上报策略；在多次博弈后，最终达到均衡状态，代理收益达到电网分配条件下的博弈最大值，且没有改变自身策略的倾向；代理的博弈策略集G为上报的DR可调度量Qm,t，第i个代理的博弈收益函数Cgame可表示为其中，χi为代理i容量上报风险系数，Qm,t,i为代理i上报的DR可调度量，CQ,t,i为单位调度容量成本；χ由式(6)确定；其中Qt,i指t时刻用户负荷i的可调度电量。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术构建了基于MAS的DR调度容量上报策略博弈的电网调度模型，考虑了负荷违约情况对调度容量分配的影响。与现有代理电价上报博弈方式相比，电网公司能够更加直观的分析代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法，其特征在于：按如下步骤进行，1)电网公司调度中心获得风电场日前预测出力后，根据系统备用需求以及常规备用能力，公布系统总的DR备用需求并下达给各代理；2)各代理相互之间作为博弈方，根据自身负荷可调度能力及履约能力，顾及自身调度极限及调度收益，进行DR可调度量上报策略的选择，并上报DR可调度量；代理i上报的DR可调度量Qm,t,i应不高于代理i最大可调度量Qmax,t,i；Qm,t,i≤Qmax,t,i    (7)3)电网公司将各代理的上报量进行求和，判断总上报量是否满足系统要求：若不满足，则要求各代理再次进行容量上报，达到最大上报次数后仍不满足，则根据最大上报量综合系统自身备用情况，按照可允许最大风电量并网，此时电网公司分配给各代理的DR调度容量即为其上报量；如果满足，则根据各代理历史履约能力信任度进行DR调度容量的下达；各代理分配获得的DR调度容量由代理上报量和电网信任度两方面因素决定：信任度一定的情况下上报量越多，电网公司分配的DR调度容量越多；4)计算电网公司总调度成本：电网公司在满足系统调度需求前提下，以总调度成本最小化为目标；电网公司总调度成本为调度容量成本和调度补偿成之和，即，C＝Cr+Cdispatch其中电网公司对M个代理的调度容量成本为...

【技术特征摘要】
1.一种基于需求侧调度容量上报策略博弈的电网多代理系统调度方法，其特征在于：按如下步骤进行，1)电网公司调度中心获得风电场日前预测出力后，根据系统备用需求以及常规备用能力，公布系统总的DR备用需求并下达给各代理；2)各代理相互之间作为博弈方，根据自身负荷可调度能力及履约能力，顾及自身调度极限及调度收益，进行DR可调度量上报策略的选择，并上报DR可调度量；代理i上报的DR可调度量Qm,t,i应不高于代理i最大可调度量Qmax,t,i；Qm,t,i≤Qmax,t,i(7)3)电网公司将各代理的上报量进行求和，判断总上报量是否满足系统要求：若不满足，则要求各代理再次进行容量上报，达到最大上报次数后仍不满足，则根据最大上报量综合系统自身备用情况，按照可允许最大风电量并网，此时电网公司分配给各代理的DR调度容量即为其上报量；如果满足，则根据各代理历史履约能力信任度进行DR调度容量的下达；各代理分配获得的DR调度容量由代理上报量和电网信任度两方面因素决定：信任度一定的情况下上报量越多，电网公司分配的DR调度容量越多；4)计算电网公司总调度成本：电网公司在满足系统调度需求前提下，以总调度成本最小化为目标；电网公司总调度成本为调度容量成本和调度补偿成之和，即，C＝Cr+Cdispatch其中电网公司对M个代理的调度容量成本为其中，为t时刻实际分配代理i的DR调度容量，CQ,t,i为单位调度容量成本；电网的单位电量调度补偿与信任度有关，较高的信任度能够获得较高的调度补偿；相反，如果代理违约率较高，电网对其信任度较低，单位电量的补偿较少；设电网对代理i的理想信任度为γ0，对应补偿电价为C0,m，那么对应信任度γi下的补偿电价Cm,t,i为电网公司的调度补偿成本为其中，Qact,t,i为t时刻对代理i的实时调度量；电网公司在调度时需满足如下约束条件，即式(11)-(15)：电网公司对M个代理容量分配原则为其中，Qtotal,t为t时刻总负荷备用需求；电网分配代理i的DR调度容量不应大于代理i上报的DR可调度量Qm,t,i电网在分配调度容量时，应考虑代理违约导致的最大电量缺失总和小于电网备用容量；其中，Rdown,t、Rup,t分别是系统的上、下备用容量，为某一代理的最大电量缺失；另外，每个代理实际调度量约束定义ΔPWG为风电输出功率波动量，那么系统调度平衡约束...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春燕，张鹏，张谦，付志红，张淮清，王东，陈骁，蔡文悦，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50