基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法技术方案

本发明专利技术属于综合能源系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法。包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法


[0001]本专利技术属于综合能源系统运行与控制
，尤其涉及一种基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法。

技术介绍

[0002]传统的能源单独供应模式因其能源利用率低以及污染严重等缺点已经不能满足时代的需要。在此背景下，统筹多能源联合供应、协同调度的能源互联网将逐渐成为未来能源供应模式的主流。
[0003]由于园区级综合能源系统包含冷热电燃气联供机组、电热锅炉、电制冷机、储能以及新能源发电等众多物理设备，系统运行数据量巨大，待优化参数众多，给合理安排生产经营计划和决策管理带来了诸多困难。此外，园区级综合能源系统内存在多个不同的利益主体，如何在集中管理的基础上，充分保证各方的收益已经成为园区级综合能源系统调度中亟需解决的难题。
[0004]目前，关于综合能源系统的协同优化调度主要分为几个研究方向：(1)设置单一优化目标或将多目标人为赋予权重变换成单一目标，并结合园区级综合能源系统内在的运行限制条件，构建集中式优化模型，然后利用GUROBI、CPLEX以及LINGO等求解器进行模型求解。此类方法针对单目标优化模型求解速度快，计算精度高，但在园区级综合能源系统实际运营优化中需要考虑的目标远远不止一个，而人为给各个目标赋予权重，太过于主观化，不利于从多个维度考虑问题。(2)构建具有两个待优化目标的调度模型并直接运用NSGA
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II、多目标粒子群等求解算法来计算双目标优化问题的帕累托最优前沿解集，然后依据个人的主观喜好从众多可行解中筛选出最优解作为最终的调度结果。这一类方法较第1类方法考虑的目标维度更多，且能给出多种帕累托最优解，便于决策者基于不同的方面制定更为合理的日前调度计划；然而，该类方法也仅从两个维度进行优化，且没有客观的基于实际可行解集分析的筛选策略，往往先基于某个主观指标进行粗略筛选，不利于决策者全面分析众多可行调度方案的整体特点。

技术实现思路

[0005]本专利技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括：输入初始数据，初始数据包括初始电、气、热负荷曲线，服务商中各个设备的参数、能源供应商制定的初始能源价格；作为求解园区级综合能源系统源荷互动博弈模型的基础数据；
[0007]建立园区级综合能源系统源荷互动博弈框架；
[0008]在总体博弈框架基础上，建立园区级综合能源系统源荷互动博弈结构；
[0009]在具体的互动博弈结构基础上，建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度模型；
[0010]建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度Matlab平台求解互动流程。
[0011]进一步地，对基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度有效性进行仿真分析，验证基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度策略能够实现园区综合能源系统的稳定经济运行。
[0012]进一步地，所述建立园区级综合能源系统源荷互动博弈框架包括：荷侧(能源枢纽和园区用户)交易中，能源供应商作为能源售卖者和能源拥有者，有优先决定权，因此其为博弈中的领导者，能源枢纽为跟随者。两者在做出策略时有先后顺序，即能源供应商制定面向服务商的能源售价后，后者据此调整自身的用能策略；
[0013]双方能够共享信息，即供应商能准确获得服务商的用能信息，能源枢纽能准确获得能源售价；同理，荷侧交易中，能源枢纽为领导者，园区用户为跟随者，且两者也能够相互共享信息。
[0014]进一步地，所述建立园区级综合能源系统源荷互动博弈结构包括：
[0015]实际博弈参与者：能源供应商、能源枢纽及园区用户；
[0016]虚拟博弈参与者：三个博弈主体的运行效益；
[0017]能源供应商策略集：实时电价、气价；
[0018]能源枢纽策略集：购能量、售能价格及设备出力；
[0019]园区用户：用能负荷。
[0020]进一步地，建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度模型包括：
[0021]步骤1、确定博弈决策变量；
[0022]步骤2、确定收益函数；
[0023]步骤3、参与博弈的有能源供应商、能源枢纽和园区用户，能源枢纽作为多种能源转换传输的纽带，在接收到能源经销商的售能报价之后，通过调整购能量和各能源转换设备的出力来使得自身收益最大化，还可以通过制定销售给用户的能源价格来改变用户的用能习惯；
[0024]步骤4、能源供应商通过能源枢纽的购能量来调整销售策略，使得自身利益最大化。用户则通过改变用能负荷大小来适应能源枢纽的售能价格，满足自身的用能效益；
[0025]步骤5、重复步骤3和4，直至所有优化对象策略集不再发生改变，此时各优化对象的策略集为纳什均衡解下的各参与者策略集。
[0026]进一步地，所述建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度Matlab平台求解互动流程包括：
[0027](1)输入初始数据并设置参数；
[0028](2)能源供应商向服务商下发第i次博弈的能源价格；
[0029](3)能源枢纽获得多能源价格后，进行荷侧博弈，获得最优售能收益，之后以自身净收益最大化为目标，进行寻优，并将最终的购能策略上传给能源供应商；
[0030](4)能源供应商获得服务商上传的最新购能策略后，制定第x+1次博弈的能源价格，并判断是否达到下述约束条件，若尚未达到，则跳转至第(2)步，否则进行到下一步；
[0031](5)输出能源供应商制定的能源价格，服务商的购能策略及向用户制定的能源价
格，用户的最终负荷。
[0032]更进一步地，所述初始数据包括各园区典型日热电负荷曲线、园区电价、机组运行参数。
[0033]与现有技术相比本专利技术有益效果。
[0034]1.基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度调度方法，能够兼顾园区内不同主体的利益诉求，各主体通过互动博弈达成利益分配，更符合实际情况，相比于传统集中式调度方法，考虑“源
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荷”双侧博弈互动能更有效提高园区综合能源系统中各主体的经济收益，实现了能源枢纽与能源供应商以及用户之间的博弈互动，优化能源枢纽中各设备的出力，有助于实现电、气、热多能源互补利用，提升能源利用率，降低成本，提高系统运行灵活性。
[0035]2.本专利技术易于实施，其是在园区级综合能源系统群优化调度的基础之上建立起来的，考虑园区各利益主体之间的交互及互补支撑作用和其对博弈互动机制的影响，使得综合能源系统的运行调度不脱离现实环境更符合实际情况。从控制上易于实施；同时，各预测函数有现成的算法或软件，控制策略也易于实施。
[0036]3.本专利技术便于商业化开发，随着综合能源系统应用的增多，园区级系统综合能源系统的互动博弈协同优化控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法，其特征在于，输入初始数据；建立园区级综合能源系统源荷互动博弈框架；在总体博弈框架基础上，建立园区级综合能源系统源荷互动博弈结构；在具体的互动博弈结构基础上，建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度模型；建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度Matlab平台求解互动流程。2.根据权利要求1所述的基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法，其特征在于：对基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度有效性进行仿真分析，验证基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度策略能够实现园区综合能源系统的稳定经济运行。3.根据权利要求1所述的基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法，其特征在于：所述建立园区级综合能源系统源荷互动博弈框架包括：荷侧交易中，能源供应商作为能源售卖者和能源拥有者，有优先决定权，因此其为博弈中的领导者，能源枢纽为跟随者；两者在做出策略时有先后顺序，即能源供应商制定面向服务商的能源售价后，后者据此调整自身的用能策略；双方能够共享信息，即供应商能准确获得服务商的用能信息，能源枢纽能准确获得能源售价；同理，荷侧交易中，能源枢纽为领导者，园区用户为跟随者，且两者也能够相互共享信息。4.根据权利要求1所述的基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法，其特征在于：所述建立园区级综合能源系统源荷互动博弈结构包括：实际博弈参与者：能源供应商、能源枢纽及园区用户；虚拟博弈参与者：三个博弈主体的运行效益；能源供应商策略集：实时电价、气价；能源枢纽策略集：购能量、售能价格及设备出力；园区用户：用能负荷。5.根据权利要求1所述的基于源荷双侧互动博弈的综合能源系统协同调度方法，其特征在于：建立基于源荷双侧互动博弈的园区级综合能源系统多能协同优化调度模型包括：步骤1、确定博弈...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶鹏，屈科明，关多娇，刘思奇，杨硕，王士元，王枫淇，李天岳，魏靖晓，张政斌，杨宏宇，王子赫，邵旸棣，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：