一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法，属于电力输送技术领域，以解决大规模风、光并网对区域电网的平稳运行挑战巨大的问题。方法包括建立非合作博弈模型：该模型由博弈参与者、参与者策略集、参与者收益及博弈均衡策略四要素构成；模型求解：采用迭代搜索法求解Nash均衡解。本发明专利技术综合考虑各类电厂的出力特性，以三个参与者各自的收益最大化作为优化目标，机组出力策略作为决策空间，并提出了该模型对应的Nash均衡求解算法；更适宜于电力市场开放程度剧增的现状，有利于参与调度的电厂进行风、光、抽蓄电站综合调度，减少弃风弃光量，保障联合系统出力波动性最小，运行经济效益最大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法
本专利技术属于电力输送
，具体涉及一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法。
技术介绍
风、光等新能源的出力具有极大的不确定性与间歇性，大规模风、光并网对区域电网的平稳、可靠和经济运行带来巨大的挑战。区域电网必须配备充足的配套电源，以满足区域电网的调峰、备用需求，保证系统安全、稳定、经济运行。新能源装机容量发展迅速，但其消纳能力相对萎缩，电网为了保证其稳定运行进行弃风弃光，出现风光发电企业收益下降与清洁能源浪费的双重不利局面。抽水蓄能电厂具有极佳的调节特性，能在一定程度上削弱风光发电给电力系统带来的波动幅度。目前，在含可再生能源的电网优化调度方面主要是以发电成本、环境成本最小，弃风弃光量最小，联合系统出力波动性最小，运行经济效益最大化等方面为目标等构建了兼顾电网经济性与风光利用率的联合系统优化调度模型。但其建模过程中未能充分考虑当今电力市场开放程度与日剧增，参与调度的电厂为追求利益最大化独立决策出力这一情形，致使建立的模型在现今电力市场环境中存在一定的不合理性。为此，在考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n步骤A、建立非合作博弈模型；/n该模型由博弈参与者、参与者策略集、参与者收益及博弈均衡策略四要素构成；/n1、确定博弈参与者：/n博弈参与者为：风电、光伏、抽蓄电厂，分别选用W、P、CX代表风电、光伏、抽蓄电厂；/n2、确定参与者策略：/nt时刻W、P、CX三方进行独立决策与博弈时，分别以各自的发电出力作为策略，分别记为P

【技术特征摘要】
1.一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤A、建立非合作博弈模型；
该模型由博弈参与者、参与者策略集、参与者收益及博弈均衡策略四要素构成；
1、确定博弈参与者：
博弈参与者为：风电、光伏、抽蓄电厂，分别选用W、P、CX代表风电、光伏、抽蓄电厂；
2、确定参与者策略：
t时刻W、P、CX三方进行独立决策与博弈时，分别以各自的发电出力作为策略，分别记为PW,t、PP,t、PCX,t；
实际决策时受到机组特性及环境约束，决策量变量在其中连续取值，即三方的策略集总是在连续策略空间中取值，具体表示为：
PW,t∈ΩW(1)；
PP,t∈ΩP(2)；
PCX,t∈ΩCX(3)；
式中：
ΩW为风电约束确定的出力策略空间；
ΩP为光伏约束确定的出力策略空间；
ΩCX为抽蓄电站约束确定的出力策略空间；
3、确定参与者收益：
W、P、CX三方独立参与者各自的收益由其盈利性收入与支出两部分构成，三方参与者的收益函数分别记为M1、M2、M3；
4、确定博弈均衡策略：
博弈均衡策略为以上三方参与者的约束条件；
步骤B、模型求解；
采用迭代搜索法求解Nash均衡解，其流程如下；
1、输入原始负荷数据与参数：
给定负荷、电价以及计算风电、光伏、抽蓄收益所需的参数；
2、建立非合作博弈模型：
依据建模流程，构建风–光–抽蓄电力系统的非合作博弈调度模型；
3、给定模型的Nash均衡解的初始数值；
在三方参与者各自对应的策略集中随机选择一个初值(PW,t,0，PP,t,0，PCX,t,0)；
4、三方参与者独立决策：
记第i轮三方参与者依据自身利益函数求解出该轮己方的出力方案为(PW,t,i，PP,t,i，PCX,t,i)，其中，进行第i轮优化决策时需要考虑前一轮的结果，即：
PW,t,i＝argmaxM1(PW,t,i-1,PP,t,i-1,PCX,t,i-1)(24)；
PP,t,i＝argmaxM2(PW,t,i-1,PP,t,i-1,PCX,t,i-1)(25)；
PCX,t,i＝argmaxM3(PW,t,i-1,PP,t,i-1,PCX,t,i-1)(26)；
5、判别是否找到模型的Nash均衡解：
若第i轮与第i-1轮的优化结果相同，依据Nash均衡的定义，上述非合作博弈模型已达到Nash均衡，转入步骤6；
若第i轮与第i-1轮的优化结果不相同，则转至步骤4；
重复步骤4、5直到找到Nash均衡解；
6、输出该模型的Nash均衡解及均衡度：
若算法无法达到收敛状态，则需要在步骤3重新给定一个初值，对于收敛与否的判断需要结合第i、i-1、i-2轮三方参与者依据自身利益函数求解出该轮己方的出力方案(PW,t,i,PP,t,i,PCX,t,i)、(PW,t,i-1,PP,t,i-1,PCX,t,i-1)、(PW,t,i-2,PP,t,i-2,PCX,t,i-2)；
综合考量：
满足相邻两轮各电厂出力方案优化结果差值呈现随时间收敛的状况，即：
|PW,t,i-PW,t,i-1|≤|PW,t,i-1-PW,t,i-2|(27)；
|PP,t,i-PP,t,i-1|≤|PP,t,i-1-PP,t,i-2|(28)；
|PCX,t,i-PCX,t,i-1|≤|PCX,t,i-1-PCX,t,i-2|(29)；
依据收敛的定义，认为算法达到收敛状态；
以上求解流程是建立在非合作博弈模型存在Nash均衡解的前提下进行的。


2.如权利要求1所述的一种基于非合作博弈的风光抽蓄联合系统优化调度方法，其特征在于：步骤A的3中所述M1，风电机组的收益函数计算方式如下：
对于风力发电机组，其收益M1包括售电收入、报废收入、运维支出、投资支出，风电的收益M1计算公式为：






式中：T为整个调度周期的时长；
NW为参与调度的风力发电机台数；
λt为t时刻的上网电价；
PW,i,t为风电机组i于t时刻给电网供应的有功功率；
SW,i,t为整个投资生命周期折算到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，王定美，周强，沈渭程，吕清泉，刘丽娟，张金平，李津，陟晶，丁坤，董海鹰，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62