一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法技术

本发明专利技术公开了一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，包括根据对购电用户的收益，利用效益函数建立电力博弈模型；对所述电力博弈模型进行利益最大化处理；利用两阶段分层优化算法，求解所述电力博弈模型的最优组合策略，作为多能源局域网的调度手段。本发明专利技术有助于能源局域网内可再生能源的就地/近消纳，便于区域能源互联网实现实时供需平衡，增强多个局域网之间的能源交互，缓解了用户和产能不足的能源局域网多次向电网公司供电的需求，减少对大电网的冲击和用户的购电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法
本专利技术涉及能源互联网优化调度的
，尤其涉及一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法。
技术介绍
随着化石能源危机和环境问题的逐步趋于恶化，建立更加高效、安全与可持续的能源开发和利用模式就成为未来能源行业发展的必然选择。建立以可再生能源为主要一次能源的高效安全的多种能源生产与利用网络是实现能源互联网的核心目标，如何处理可再生能源发电出力的波动性和间歇性是需要解决的主要问题。能源局域网是能源互联网的一类典型子网，主要服务在一定区域内的终端用户与就地介入的分布式能源。其作用和能源互联网一致，希望通过高效集成利用多种能源，实现随机波动的可再生能源在系统内的消纳与利用。传统的集中式交易中心面临诸多问题，如成本高、效率低、公平性和透明性不高、安全风险大等。因此，需要寻求一种去中心化的交易管理方式，降低成本，实现电力交易的自主管理，保障信息的安全性。能源局域网作为区域能源互联网的最基本优化单元，除需要实现能源局域网内的能源优化调度之外，还需要实现能源局域网与网之间的能源交互。对于包含区域能源互联的能源交互问题，相关科研单位、电网公司一直在进行研究与改进。但是目前对于区域能源互联网的研究更多的是专注于单个能源局域网或能源互联网的内部能源平衡和优化，缺少对于多个能源局域网之间的能源竞争与优化。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有能源局域网存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：传统的区域能源互联网只对单个能源局域网或能源互联网的内部能源平衡和优化，缺少对于多个能源局域网之间的能源竞争与优化，并且传统的区域能源互联网采用集中式交易，交易成本高、效率低、公平性和透明性不高、安全风险大。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：根据对购电用户的收益，利用效益函数建立电力博弈模型；对所述电力博弈模型进行利益最大化处理；利用两阶段分层优化算法，求解所述电力博弈模型间的最优组合策略，作为多能源局域网的调度手段。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述建立用户模型包括，所述电力模型包括用户模型、电网公司模型以及能源局域网模型。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述用户模型包括，根据用户在一个时间周期内获得的总效用以及在所述时间周期内的总支付，构建所述用户模型，具体表示为如下：Wn＝U-P其中：U为用户n在一个时间周期内获得的总效用，P为用户n在一个时间周期内的总支付。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述电网公司模型包括，根据电网公司在一个时间周期中收入与成本的差值为电网公司收益，构建所述电网公司模型，其中所述电网公司收入包括用户购电的收入和能源局域网进行电能交易时的传输费用，所述电网公司模型表示为：W0＝yg-C0其中：yg为电网公司收入，C0为电网公司生产成本。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述能源局域网模型包括，所述能源局域网模型与所述电网公司模型的构建方式相同，其中能源局域网成本包括建设成本、交易手续，能源局域网收入包括出售大用户和其他能源局域网的电价，所述能源局域网模型表示为：Wm＝ye-Cm其中：ye为能源局域网收入，Cm为能源局域网成本。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述对电力博弈模型进行利益最大化处理包括，设定U*＝[p1，p2，p3，…pm，q1，q2，q3，…qn]为博弈模型各方的策略组合，其中p0为电网公司的售价，pm为能源局域网的电价，qn为用户n的电量安排，U*为博弈模型的最大利益，需要满足任意参与者i的每个策略Ui均符合以下标准：Wi(U*//Ui)≤Wi(U*)其中：U*//Ui为只有参与者i单独改变U*中自已的策略，其他参与者策略不变。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述求解最优组合策略包括，利用所述两阶段分层优化算法，在第一阶段利用PSO算法，对圈定所述最优组合策略的大致位置，在第二阶段将自适应参数作为转换判断条件，结合CMA-ES算法，找出所述最优组合策略。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述第一阶段包括，对所述电力博弈模型中的参数初始化，迭代计算最优组合策略的初始解，利用目标函数计算出每个粒子位置Xi对应的适应度值，判断适应度是否超出阈值，得到适应度超出阈值的均衡解矩阵，假定在R维搜索空间中，由n个粒子组成均衡解粒子群X＝[X1，X2，X3，…Xn]，用R维向量Xi＝[xi1，xi2，xi3，…xiR]T表示第i个粒子在R维空间的位置，即代表一个潜在解，根据目标函数即可计算出每个粒子位置Xi对应的适应度值，所述适应度函数定义为：其中：当且仅当X′为纳什均衡解时，f(X′)＝0成立。作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述第二阶段包括，以第一阶段得出的均衡解矩阵为迭代范围，平均向量m、协方差矩阵c和步长σ作为控制参数，对所述控制参数进行迭代更新，获得最终的均衡解矩阵，所述控制参数的自适应过程为：构造协方差矩阵c的演化路径：构造步长σ的演化路径：更新协方差矩阵c：更新步长σ：作为本专利技术所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的一种优选方案，其中：所述将自适应参数作为转换判断条件包括，所述第一阶段转入第二阶段的判断条件为一个自适应参数，如下公式所示：θ＝maxFEs/max(2，5-log2(D))其中：θ为判断评价次数阈值，maxFEs为设置的最大评价次数。本专利技术的有益效果：本专利技术有助于能源局域网内可再生能源的就地/近消纳，便于区域能源互联网实现实时供需平衡，增强多个局域网之间的能源交互，缓解了用户和产能不足的能源局域网多次向电网公司供电的需求，减少对大电网的冲击和用户的购电成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术第一个实施例提供的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法的基本流程示意图；图2为本专利技术第三个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特性在于，包括：/n根据对购电用户的收益，利用效益函数建立电力博弈模型；/n对所述电力博弈模型进行利益最大化处理；/n利用两阶段分层优化算法，求解所述电力博弈模型间的最优组合策略，作为多能源局域网的调度手段。/n

【技术特征摘要】
1.一种两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特性在于，包括：
根据对购电用户的收益，利用效益函数建立电力博弈模型；
对所述电力博弈模型进行利益最大化处理；
利用两阶段分层优化算法，求解所述电力博弈模型间的最优组合策略，作为多能源局域网的调度手段。


2.如权利要求1所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特征在于：所述建立电力博弈模型包括，
所述电力博弈模型包括用户模型、电网公司模型以及能源局域网模型。


3.如权利要求2所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特征在于：所述用户模型包括，
根据用户在一个时间周期内获得的总效用以及在所述时间周期内的总支付，构建所述用户模型，具体表示为如下：
Wn＝U-P
其中：U为用户n在一个时间周期内获得的总效用，P为用户n在一个时间周期内的总支付。


4.如权利要求2或3所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特征在于：所述电网公司模型包括，
根据电网公司在一个时间周期中收入与成本的差值为电网公司收益，构建所述电网公司模型，其中所述电网公司收入包括用户购电的收入和能源局域网进行电能交易时的传输费用，所述电网公司模型表示为：
W0＝yg-C0
其中：yg为电网公司收入，C0为电网公司生产成本。


5.如权利要求2或3所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特征在于：所述能源局域网模型包括，
所述能源局域网模型与所述电网公司模型的构建方式相同，其中能源局域网成本包括建设成本、交易手续，能源局域网收入包括出售大用户和其他能源局域网的电价，所述能源局域网模型表示为：
Wm＝ye-Cm
其中：ye为能源局域网收入，Cm为能源局域网成本。


6.如权利要求5所述的两阶段分层优化算法的多能源局域网优化调度方法，其特征在于：所述对电力博弈模型进行利益最大化处理包括，
设定U*＝[p1，p2，p3，…pm，q1，q2，q3，…qn]为博弈模型各方的策略组合，其中p0为电网公司的售价，pm为能源局域网的电价，qn为用户n的电量安排，U*为博弈模型的最大利益，需要满足任意参与者...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏飞，王亚杰，张传林，谢琪，龚春阳，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31