基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法技术

基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，考虑上层聚合商的效用，提出下层多微电网的合作博弈模型，然后考虑多微电网用电满意度函数和效用，下层多微电网的效用函数包括微电网的运行成本、燃气轮机发电成本和蓄电池充放电成本；建立Stackelberg博弈模型，使上层聚合商和下层多微电网都倾向于使自身的利益达到最大；采用粒子群算法，求解Stackelberg博弈模型，上层聚合商采用粒子群算法优化购售电价格；下层多微电网采用cplex软件求解优化购售电计划，最大化其效益。本发明专利技术方法增加了各微电网之间功率的交互，提升了内部的电力共享能力，减少了各微电网与聚合商之间的交互功率；提出Stackelberg博弈模型，分别降低和增加峰、谷时段的交互功率，起到了削峰填谷的作用。

【技术实现步骤摘要】
基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法
本专利技术涉及多微电网双层优化控制
，具体是一种基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法。
技术介绍
在智能电网时代，微电网工程大力发展，更多微电网聚集起来形成了多微电网系统，各微电网通过微电网群进行功率互济，增强了微电网群整体系统的供电可靠性和运行经济性。微电网不仅可以与配电网进行电能交易，微电网之间也可以进行交易，即通过能量互济和协同优化控制从而提升多微电网系统的自治和消纳能力并实现经济效益。现有技术中多微电网优化调度，单纯采用Stackelberg博弈不能公平、合理分配收益，无法保证单个微电网收益或者降低其成本；单纯使用Shapley值法无法保证多微电网系统和聚合商双方收益。此外，在电力市场环境下，解决多利益主体间冲突与合作的博弈策略是经济调度中需要解决的关键问题之一，也是决策者双赢的重要途径之一。
技术实现思路
为解决属于不同利益主体的多微电网和聚合商协调优化问题，本专利技术提供一种基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，建立了基于混合博弈的双层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1：考虑上层聚合商的效用，上层聚合商的效用函数为微电网与聚合商的购售电功率和购售电价格的乘积；/n步骤2：提出下层多微电网的合作博弈模型，然后考虑多微电网用电满意度函数和效用，下层多微电网的效用函数包括微电网的运行成本、燃气轮机发电成本和蓄电池充放电成本；/n步骤3：建立Stackelberg博弈模型，使上层聚合商和下层多微电网都倾向于使自身的利益达到最大；/n步骤4：采用粒子群算法，求解Stackelberg博弈模型，上层聚合商采用粒子群算法优化购售电价格；下层多微电网采用cplex软件求解优化购售电计划，最大化...

【技术特征摘要】
1.基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：考虑上层聚合商的效用，上层聚合商的效用函数为微电网与聚合商的购售电功率和购售电价格的乘积；
步骤2：提出下层多微电网的合作博弈模型，然后考虑多微电网用电满意度函数和效用，下层多微电网的效用函数包括微电网的运行成本、燃气轮机发电成本和蓄电池充放电成本；
步骤3：建立Stackelberg博弈模型，使上层聚合商和下层多微电网都倾向于使自身的利益达到最大；
步骤4：采用粒子群算法，求解Stackelberg博弈模型，上层聚合商采用粒子群算法优化购售电价格；下层多微电网采用cplex软件求解优化购售电计划，最大化其效益。


2.根据权利要求1所述基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，其特征在于：所述步骤1中，上层聚合商的效用包括：



式中：N为微电网的个数，T为24小时，Ppsk,t分别为第k个微电网与聚合商之间的购、售电功率，为聚合商和微电网之间的购、售电价格，为聚合商和配电网之间的购、售电价格。


3.根据权利要求1所述基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，其特征在于：所述步骤2中，下层多微电网的合作博弈模型描述如下：
一个配电区域内的多微电网系统，合作方是有意愿参加合作联盟的余电微电网和缺电微电网，双方形成合作联盟S后，能够看作一个等效微电网，该等效微电网整体与聚合商进行交易，因此能够计算得到合作联盟增加的总收益为：









式中：T为24小时，λk,t为0、1变量，为合作模型下微电网与聚合商之间的交易成本，Δt为单位调度时长，P、Q分别代表余电微电网的集合和缺电微电网的集合；P'k,t为第k个微电网在t时刻与聚合商之间交互的功率，P'k,t＞0时，表示微电网售电给聚合商，P'k,t＜0时，表示从聚合商处购电；为聚合商和微电网之间的购、售电价格，△v是合作博弈中微电网合作产生的收益；
对于所提出的合作博弈模型，应用Shapley值法为各个参与合作的微电网分配收益的计算规则如下，需要满足条件：



v(S1∪S2)≥v(S1)+v(S2)(6)
式中，v表示合作模型，S1和S2表示两个联盟，对于式(5)显然满足；对于式(6)，从前文分析可以看出，MGs合作时的收益要大于各自单独运行时的收益之和，因此对于本发明的合作模型而言，式(6)也可以满足；
满足式(5)、式(6)后，则可应用Shapley值来计算参与合作的每个微电网的收益，对于任意一个微电网k，其收益计算公式为：






式中，sk是联盟中包含微电网k的所有子集；|s|是子集s中的用户个数；ω(|s|)是加权因子；v(s)是集合s产生的收益；v(s/k)表示集合s中除去微电网k后，剩下的微电网形成合作联盟所获得的总收益。


4.根据权利要求1所述基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度方法，其特征在于：所述步骤2中，下层多微电网的效用函数包括：



式中：N为微电网的个数，T为24小时，UMG为多微电网系统的运行成本，和分别为第k个微电网中的燃气轮机和蓄电池在t时刻的运行成本，为其满意度效用函数，其表达式分别如(10)、(11)和(12)所示：









式中：N为微电网的个数，T为24小时，为第k个微电网购买天然气的单位价格；为燃气轮机在时段t的发电功率；ηMT和CMT分别为燃气轮机的发电效率和发电成本；LHVNG为天然气低热值；Pdisk,t、Pchk,t分别为蓄电池在时段t的充、放电功率，cdis、cch分别为相应的单位运行管理成本；en和dn为多微电网系统对消耗电能的偏好常系数，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：程杉，王瑞，陈梓铭，严潇，汪业乔，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42