一种多微网主体非合作博弈交易方法技术

本发明专利技术公开一种多微网主体非合作博弈交易方法，涉及配电网终端电力市场领域，包括对配电网终端不同内部构成的各类型微网主体进行市场行为特征分析并进行分类建模，实现了对配电网终端各类型微网主体在市场中不同市场行为的模拟，并构建了一个多微网主体之间的分布式交易平台，通过分布式交易平台对多个微网主体之间的市场交易行为构建了多微网主体非合作博弈交易机制，考虑内部含有风电的微网主体特性，结合风电典型场景数据以及决策变量的调节特性，构建微网主体内部两阶段鲁棒优化模型，并采用CCG算法对模型进行求解，在实现优化后参与交易过程中则通过不同微网主体的市场行为选择实现了多微网主体之间的非合作博弈。行为选择实现了多微网主体之间的非合作博弈。行为选择实现了多微网主体之间的非合作博弈。

【技术实现步骤摘要】
一种多微网主体非合作博弈交易方法


[0001]本专利技术涉及配电网终端电力市场领域，具体为一种多微网主体非合作博弈交易方法。

技术介绍

[0002]微电网(Micro-Grid)也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的出现实现了分布式电源的灵活、高效应用，使分布不同的各类可再生能源相互弥补，优化了资源利用效率。微电网能够通过价格信号或激励信号，参与电网辅助调节，还能以多方博弈的方式参与电力市场调节，有助于实现资源的合理优化配置。
[0003]但是现有设计存在以下问题：
[0004]1、缺少能够提供各个微网主体交易的平台。
[0005]2、没有考虑各微网主体内部清洁能源不确定性对其参与交易可能造成的微网风险。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多微网主体非合作博弈交易方法。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种多微网主体非合作博弈交易方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，对配电网终端不同内部构成的各类型微网主体进行市场行为特征分析并进行分类建模，实现对配电网终端各类型微网主体在市场中不同市场行为的模拟；
[0010]步骤2，根据配电网终端各类型微网主体在市场中不同市场行为的模拟，构建多微网主体之间的分布式交易平台；
[0011]步骤3，通过分布式交易平台对多个微网主体之间的市场交易行为构建多微网主体非合作博弈交易机制；
[0012]步骤4，在多微网主体非合作博弈交易机制中，采用两阶段鲁棒优化的方法构建微网主体内两阶段鲁棒优化模型；
[0013]步骤5，利用列与约束生成算法对微网主体内两阶段鲁棒优化模型进行求解，对求解结果实现多次迭代后各微网主体决策出自身交易策略；
[0014]步骤6，各微网主体将不断根据博弈情况实行自我优化直至达到纳什均衡，并呈现出不同的市场交易行为。
[0015]优选的，所述步骤1中对配电网终端不同内部构成的各类型微网主体进行市场行为特征分析并进行分类建模是以配电网终端各微网主体之间交易达到博弈均衡为目标，以微网主体内部功率平衡、微网主体间购售电量平衡、购售电结算限制、燃气轮机及柔性负荷可调控单元调节及运行限制、微网主体间博弈均衡为约束条件，包括对不同类型微网主体
内部构成、不同微网主体内部经济目标、不同微网主体参与购售电过程中的运行成本及收益进行建模；
[0016]所述微网主体运营商目标函数：
[0017][0018]其中，为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户售电所获取的内部售电收益；为微网主体运营商i在t时刻向电力市场其余参与者售电所获取的外部售电收益；为微网主体运营商i在t时刻采用“自发自用，余量上网”模式时所获取的清洁能源发电补贴收益；为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商购电过程中所需支付的内部购电成本；为微网主体运营商i在t时刻向电力市场其余参与者购电所需支付的外部购电成本；为微网主体运营商i在t时刻为了保证自身内部负荷用电需求采用燃气轮机发电时的生产成本；为微网主体运营商i在t时刻为保证供电稳定性调整柔性负荷时所产生的成本；为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户售电时需向电网公司支付的过网费。
[0019]所述微网主体运营商所获得的发电补贴及售电收益：
[0020][0021]其中，λ
re
为风电机组采用“自发自用，余量上网”模式时的清洁能源度电补贴；为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户售电时的售电报价；为微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户在t时刻向电力市场售电时的外部售电电价；为微网主体运营商i中风电机组在t时刻的发电量；为微网主体运营商i中风电机组在t时刻的发电量；分别为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户售电的售电电量；n
I
为微网主体运营商集合I中微网主体运营商的数量；n
N
微网购售电运营商集合N中微网购售电运营商的数量；n
L
为传统用能用户集合L中传统用能用户的数量；为微网主体运营商i在t时刻向电力市场售电时的售电电量。
[0022]所述微网主体运营商所需支出购电成本及过网费：
[0023][0024]其中，分别为微网主体运营商j以及微网购售电运营商n在t时刻向其余微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户售电时的售电报价；为微网主体运营商、微网购售电运营商以及传统用能用户在t时刻向电力市场购电时的外部购电电价；λ
TD
为微网主体运营商在售电过程中需要向电网公司支付的度电过网费费用；分别为微网主体运营商i在t时刻向其余微网主体运营商以及微网购售电运营商购电的购电电量；为微网主体运营商i在t时刻向电力市场购电时的购电电量。
[0025]所述微网主体运营商燃气轮机生产成本：
[0026][0027]燃气轮机生产成本主要由燃气轮机的启停机成本、燃气轮机的发电成本以及燃气轮机的污染气体排放成本组成，其中，λFIC、λSUC和λSUD分别为燃气轮机在运行过程中的固定成本、启停成本；本专利对燃气轮机的发电成本采用分段线性化的方式进行表征，Nn为发电过程中分段的数量；bn为燃气轮机发电出力处于第n段时的成本斜率；δn,t为燃气轮机在t时刻处于第n段上发电出力；为微网主体i中燃气轮机在时刻t发电出力总和；为微网主体i中燃气轮机在时刻t排放的第k类污染气体的排放量；Yk、Vk分别为微网主体i中燃气轮机在时刻t排放的单位第k类污染气体所需支付的惩罚成本和环境价值；n
k
为污染气体的种类数；和为0-1变量，分别表示微网主体i中的燃气轮机在t时刻是否处于启机状态、停机状态或工作状态。
[0028]所述微网主体运营商柔性负荷成本：
[0029][0030]柔性负荷主要是在微网主体运营商供电不足的情况下，通过补偿的方式切除部分负荷以降低供电负担，其中，为供电不足情况下，需要通过补偿手段降低的负荷量；a、b、c为进行补偿过程中需要考虑的价格因素系数。
[0031]所述微网主体运营商购售电约束：
[0032][0033]其中，d
it
为微网主体运营商i在t时刻的缺额电量；Q
it
为微网主体运营商i内部能量单元在t时刻的富余电量。
[0034]所述微网主体运营商功率平衡约束：
[0035][0036]其中，为微网主体i在t时刻的内部负荷量。
[0037]所述微网主体运营商内部燃气轮机机组相关运行约束：
[0038][0039]其中，分别表征燃气轮机在运行过程中的最小、最大输出功率；表征燃气轮机在运行过程中第n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多微网主体非合作博弈交易方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对配电网终端不同内部构成的各类型微网主体进行市场行为特征分析并进行分类建模，实现对配电网终端各类型微网主体在市场中不同市场行为的模拟；步骤2，根据配电网终端各类型微网主体在市场中不同市场行为的模拟，构建多微网主体之间的分布式交易平台；步骤3，通过分布式交易平台对多个微网主体之间的市场交易行为构建多微网主体非合作博弈交易机制；步骤4，在多微网主体非合作博弈交易机制中，采用两阶段鲁棒优化的方法构建微网主体内两阶段鲁棒优化模型；步骤5，利用列与约束生成算法对微网主体内两阶段鲁棒优化模型进行求解，对求解结果实现多次迭代后各微网主体决策出自身交易策略；步骤6，各微网主体将不断根据博弈情况实行自我优化直至达到纳什均衡，并呈现出不同的市场交易行为。2.根据权利要求1所述的一种多微网主体非合作博弈交易方法，其特征在于，所述步骤1中对配电网终端不同内部构成的各类型微网主体进行市场行为特征分析并进行分类建模是以配电网终端各微网主体之间交易达到博弈均衡为目标，以微网主体内部功率平衡、微网主体间购售电量平衡、购售电结算限制、燃气轮机及柔性负荷可调控单元调节及运行限制、微网主体间博弈均衡为约束条件，包括对不同类型微网主体内部构成、不同微网主体内部经济目标、不同微网主体参与购售电过程中的运行成本及收益进行建模。3.根据权利要求1所述的一种多微网主体非合作博弈交易方法，其特征在于，所述多微网主体之间的分布式交易平台采用区块链技术进行构建，构建了准入机制、加密机制、智能合约机制、共识机制与内外层级购售电机制；所述准入机制即为保证交易平台上交易合理有序的完成对加入平台用户所设置的准入机制，包含用户发电能力、负荷需求、所处地理区域以及信息交互能力；所述加密机制为平台上各用户通过区块链技术的特性生成自身专属的公私密钥，作为交易双方对相互身份进行校验的依据；所述智能合约机制为分布式交易平台的核心机制，交易过程中交易双方可将协议上预设交易达成的条件录入平台并转入相关交易费用；所述共识机制是在用户交易结算后，平台将公布交易电量、双方ID信息以供其余用户查验；所述内外层级购售电机制则是基于电力市场交易过程中交易双方仅需向电网公司支付过网费，交易双方定价不受电网电价影响，故而交易双方交易电价可视作内部交易电价，取值介于电网购售电价之间，当平台内部交易结束后仍富余或紧缺的电量作为整体参与电力市场购电。4.根据权利要求3所述的一种多微网主体非合作博弈交易方法，其特征在于，所述分布式交易平台上的交易流程为以下内容：信息发布阶段：传统用能用户根据自身历史用能数据预测次日需求曲线，通过交易平台发布需求；微网主体运营商根据天气预测及对自身用户负荷的数据分析，预测自身次日需求曲线，根据平台已有信息进行内部优化后发布自身需求；
交易协商阶段：微网主体运营商、传统用能用户、微网购售电运营商根据平台上公布的信息选取合适的交易对象进行协商，并在协商过程中调整自身需求，直到达成协议；交易确认阶段：交易平台上各微网主体达成协议后，通过平台签署智能合约并将其中所涉及的资产金额转入平台电子钱包等待结算；交易执行阶段：各微网主体按照合约内容执行交易；交易结算阶段：各微网主体执行完合约后，平台按照智能合约结算资金；信息公开阶段：交易结算完成后，将交易相关基础信息记录至区块链上以供日后查阅。5.根据权利要求2所述的一种多微网主体非...

【专利技术属性】
技术研发人员：高红均，王雷雷，李驰宇，向月，刘友波，刘俊勇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：