一种综合能源系统协同优化方法及系统技术方案

本公开提供了一种综合能源系统协同优化方法及系统，获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据；利用获取的数据，通过构建的共享契约，以综合能源系统整体利润最大为目标，进行各能源参与方的能源分配，得到不同时段综合能源系统的能源最优供应量和能源参与方的最优能源获取量；本公开通过引入共享契约给出了收益分配规则，在能源供应方和能源服务方之间建立合作关系，避免了利润的流失，实现了综合能源系统的平衡，结合共享契约方法和能源价格

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统协同优化方法及系统


[0001]本公开涉及能源调度
，特别涉及一种综合能源系统协同优化方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]化石能源危机和环境污染问题日益严重，大力发展可再生能源、提高综合能源利用效率成为能源可持续发展的必然选择。区域综合能源系统作为能源互联网的基本组成部分，能够实现对不同能源(冷、热、电、气)的有效调度和高效利用，是未来能源网络的发展趋势。然而区域综合能源系统在能源生产、传输和消耗等环节均包含多个利益主体，由于在系统运行中承担的角色和利益诉求不同，区域综合能源系统内部各主体间存在调度权力差异和信息不对等的问题，如何通过需求响应和合作博弈来提高各主体的收益，通过系统多主体协同配合实现系统的运行和优化，具有重要的研究意义。
[0004]博弈论在经济学、运筹学和生物学和其他很多学科都有广泛的应用，Stackelberg博弈作为一种博弈双方地位不对等的特殊动态博弈，被广泛应用于综合能源系统、物流管理、保险精算等领域。在传统能源供应方
‑
能源服务方构成的综合能源系统中，能源供应方可以是综合能源系统中的光伏厂、风电厂、分布式能源站等，可以生产冷、热、电能并批售给能源服务方，能源服务方将能源销售给用户，当能源服务方供能不足，造成供能短缺时，用户以相对较高的价格直接从能源供应方购能。此即构成了一类主从博弈问题，能源供应方作为领导者决定批发价格，能源服务方作为跟随者基于批发价格决定零售价格，二者具有不同的利润函数，都期望实现自身利润最大化。传统求解过程为能源供应方首先宣布一个批发价格，然后，能源服务方基于此做出合理响应，选择最优零售价格实现自身利润最大化，最后，能源供应方在了解到能源服务方的合理响应后选择最优批发价以最大化自身利润函数，此决策过程称为分散式决策。但分散式决策往往由于综合能源系统中成员不受约束，片面关注自身利润而不考虑合作，使得其与将综合能源系统成员看作一个整体，选择最优能源价格以最优化整体收益的方法，即集中式决策相比，产生边际效用，导致整体利润流失。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种综合能源系统协同优化方法及系统，通过引入共享契约给出了收益分配规则，在能源供应方和能源服务方之间建立合作关系，避免了利润的流失，实现了综合能源系统中各主体收益的Pareto优化，同时，给出了不同时段能源供应方的最优能源供应量和能源服务方的最优获取量。
[0006]为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
[0007]本公开第一方面提供了一种综合能源系统协同优化方法。
[0008]一种综合能源系统协同优化方法，包括以下步骤：
[0009]获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据，利用机器学习中的多元线性回归方法，建立供能成本模型、能源价格
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需求模型、能源供应方商
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服务方的期望利润函数模型；
[0010]通过构建的共享契约，以综合能源系统整体利润最大为目标，进行各能源参与方的能源分配，结合建立的模型，得到不同时段综合能源系统的能源最优供应量、能源参与方的最优能源获取量；
[0011]作为可能的一些实现方式，采用集中式决策方法，计算综合能源系统整体的期望总利润函数的偏导数和Hessian矩阵，得到综合能源系统整体收益最大时的最优能源价格。
[0012]作为进一步的限定，能源供应包括直销用户渠道和能源服务方销售渠道，构建综合能源系统期望总收益函数；
[0013]生成综合能源系统期望总收益关于两个渠道价格的一阶偏导和Hessian矩阵；
[0014]令期望总收益函数关于各个渠道价格的一阶偏导数为零，得到集中式决策下各个渠道的最优定价。
[0015]作为可能的一些实现方式，通过构建的共享契约，使综合能源系统整体利润达到最优的同时，综合能源系统各主体实现Pareto改进。
[0016]作为进一步的限定，共享契约，包括：在主从博弈的基础上，考虑能源供应方和能源服务方的合作，通过引入共享因子，给出最优收益分配策略。
[0017]作为更进一步的限定，构建能源服务方的期望利润函数；
[0018]生成能源服务方关于渠道能源的一阶偏导和Hessian矩阵；
[0019]令能源服务方关于渠道能源价格一阶偏导为零；
[0020]当收益共享契约模型下能源服务方渠道的最优能源价格等于集中式决策方法下的最优能源价格，且能源服务方的收益在共享契约方法下不会低于主从博弈时作为跟随者的收益时，协调综合能源系统中各参与方决策，实现各参与方收益的Pareto改进。
[0021]作为可能的一些实现方式，结合共享契约方法和用户能源需求
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能源价格模型，给出不同时段能源供应方的最优能源输出量和能源服务方的最优能源获取量。
[0022]本公开第二方面提供了一种综合能源系统协同优化系统。
[0023]一种综合能源系统协同优化系统，包括：
[0024]数据获取模块，被配置为：获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据；
[0025]能源分配模块，被配置为：利用获取的数据，通过构建的共享契约，以综合能源系统整体利润最大为目标，进行各能源参与方的能源分配，得到不同时段综合能源系统的能源最优供应量和能源参与方的最优能源获取量。
[0026]本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的综合能源系统协同优化方法中的步骤。
[0027]本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的综合能源系统协同优化方法中的步骤。
[0028]与现有技术相比，本公开的有益效果是：
[0029]本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，考虑了能源供应方开辟直销渠道，能源服务方开辟销售渠道的双渠道综合能源系统协同优化问题，通过建立能源价格
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需求模
型，揭示了能源价格和用户需求之间的隐含关系，使问题更符合实际，提高了结果的准确性。
[0030]本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，为了在各成员采用分散式决策时实现系统整体利润最大化，提出共享契约决策方法，通过引入共享契约给出了收益分配规则，在能源供应方和能源服务方之间建立合作关系，避免了利润的流失，实现了综合能源系统的平衡。
[0031]本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，结合共享契约方法和能源价格
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需求模型，给出了不同时段能源供应方的最优发电量和能源服务方的最优购电策略。
[0032]本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，使综合能源系统各参与方的收益都有提升，实现了成员收益的Pareto优化。
附图说明
[0033]构成本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统协同优化方法，其特征在于：包括以下步骤：获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据，利用机器学习中的多元线性回归方法，建立供能成本模型、能源价格
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需求模型和能源供应方商
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能源服务方的收益函数模型；通过构建的共享契约，以综合能源系统整体利润最大为目标，进行各能源参与方的能源分配，结合建立的模型，得到不同时段综合能源系统的能源最优供应量和能源参与方的最优能源获取量。2.如权利要求1所述的综合能源系统协同优化方法，其特征在于：采用集中式决策方法，计算综合能源系统整体的期望总利润函数的偏导数和Hessian矩阵，得到综合能源系统整体收益最大时的最优能源价格。3.如权利要求2所述的综合能源系统协同优化方法，其特征在于：能源供应包括直销用户渠道和能源服务方销售渠道，构建综合能源系统期望总收益函数；生成综合能源系统期望总收益关于两个渠道价格的一阶偏导和Hessian矩阵；令期望总收益函数关于各个渠道价格的一阶偏导数为零，得到集中式决策下各个渠道的最优定价。4.如权利要求1所述的综合能源系统协同优化方法，其特征在于：通过构建的共享契约，使综合能源系统整体利润达到最优的同时，综合能源系统各参与方实现Pareto改进。5.如权利要求4所述的综合能源系统协同优化方法，其特征在于：共享契约，包括：在主从博弈的基础上，考虑能源供应方和能源服务方的合作，通过引入共享因子，给出最优收益分配策略。6.如权利要求5所述的综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光臣，王钰，李淑珍，王文灿，张盼盼，王鹏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：