一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法及系统，方法包括：建立低碳导向的微电网自治调度模型，对微电网集群中各个微电网的运行与供需平衡进行自治调度；根据各个微电网的自治调度结果，确定点对点分布式交易环境下各个微电网的市场角色，并建立点对点分布式交易环境下各个微电网的效用函数模型；建立点对点分布式交易环境下卖方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网之间的非合作博弈过程；建立点对点分布式交易环境下卖方微电网与买方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网与买方微电网之间的主从博弈过程，从而实现各个微电网之间的点对点分布式交易。本发明专利技术能够从低碳排放的角度对微电网进行合理有效的调度控制。有效的调度控制。有效的调度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力市场分布式交易技术，尤其涉及一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法及系统，适用于含多微网电力系统的市场分布式低碳交易管理。

技术介绍

[0002]近几年，微电网集群点对点分布式交易模式的构想应运而生，点对点交易是基于计算机覆盖层网络概念提出的新型交易模式，因其有助于降低电能交易门槛和用户使用能源的费用，被大量研究用于帮助用户实现自由的电能交易，目前在英国、德国、美国等国家已有相关的示范应用。然而，分布式能源交易市场会面临实时价格波动、用电计划动态调整和频繁电费结算等问题，除此之外，如何制定行之有效的交易机制来引导用户的低碳化生产与用电，一个平等、高效的交易机制亟待研究。
[0003]目前分布式点对点市场主要采用两种交易机制，第一种是具有集中定价出清机制的“联盟式”分布式点对点市场，通过分布式交易实现“联盟”内部的供需平衡；第二种是市场参与主体可以结合实际环境调整交易价格的分布式点对点市场。虽然目前国内外学者对于分布式点对点市场已有一定的研究，然而，现有的研究仍存在以下问题：第一，针对目前采取的联盟式统一定价方式，不同市场交易主体的内部设备及负荷构成不同，其成本与收益的构成也存在差异，定价方式可能存在通过损害某些市场交易主体的利益以换取联盟利益的最大化，并且可能会损害各市场交易主体的隐私；第二，虽然目前对于博弈论在分布式点对点交易中的应用已有一定的研究，但是多个市场交易主体在分布式点对点交易中所涉及到的博弈关系十分复杂，单纯的合作博弈或非合作博弈理论难以全面反映交易各个环节参与者的关系；第三，目前分布式点对点交易市场所设定的出清机制大多是以经济性为导向，虽然能够保证不同市场交易主体的经济效益，但未考虑碳排放因素对市场出清的影响，未能发挥出市场对低碳化用能的导向作用。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法及系统，以实现低碳导向的微电网集群点对点博弈交易市场机制设计，在保障市场合理化设计与运转的同时，有效降低了所在地区的碳排放量。
[0005]技术方案：本专利技术公开了一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法，包括以下步骤：
[0006]S100、建立低碳导向的微电网自治调度模型，对微电网集群中各个微电网的运行与供需平衡进行自治调度；
[0007]S200、根据步骤S100中各个微电网的自治调度结果，确定点对点分布式交易环境下各个微电网的市场角色，并建立点对点分布式交易环境下各个微电网的效用函数模型；
[0008]S300、建立点对点分布式交易环境下卖方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网之间的非合作博弈过程；
[0009]S400、建立点对点分布式交易环境下卖方微电网与买方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网与买方微电网之间的主从博弈过程，从而实现各个微电网之间的点对点分布式交易。
[0010]进一步的，步骤S100中的微电网是能够自治运行的电力系统，其设备构成包括能量管理设备、分布式可再生能源设备、储电设备、能量转换设备和电力负荷；
[0011]建立的低碳导向的微电网自治调度模型，是以微电网日内调度的碳排放量最低为目标函数，在满足微电网内设备装置及微电网运行约束的前提下，通过调节微电网内设备装置的出力，在满足供电需求的同时实现日内调度的碳排放量最低；包括：
[0012]S101、自治调度目标函数：
[0013]根据微电网设备构成，得到在满足微电网内设备装置及微电网运行约束条件下，以日内调度碳排放量最低为目标的自治调度目标函数，表达如下：
[0014][0015]其中，F
i
为微电网i一天内的碳排放量；t为调度时间段t的标识符；T为调度的总时段；P
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的出力；c
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的碳排放强度，碳排放强度的计算方法如下：
[0016][0017]其中，E
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的碳排放量；CV
i,m
为微电网i 内电能生产设备m所用发电燃料的热值；
[0018]S102、运行调度约束条件：
[0019]运行调度约束条件包括储电设备约束、供需平衡约束、运行约束和联络线约束；
[0020]其中，储电设备约束包括储电设备的出力约束和储电容量约束，表达式如下：
[0021][0022]其中，P
in
(t)为t时刻储电设备的充电功率；和分别为储电设备充电功率的上下限；P
out
(t)为t时刻储电设备的放电功率；和分别为储电设备放电功率的上下限；E
sto
(t)为t时刻储电设备的储电量；和分别为储电设备容量的上下限；
[0023]供需平衡约束，为在考虑储电设备作用的情况下，保障微电网内的电力供需达到平衡，表达式如下：
[0024]P
i,m
(t)+P
out
(t)＝P
in
(t)+P
L
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)；
[0025]其中，P
L
(t)为t时刻微电网的电负荷需求量；
[0026]运行约束，考虑电能生产设备的出力约束，表达式如下：
[0027][0028]其中，和分别为电能生产设备出力的上下限；
[0029]联络线约束，为微电网与上级主网及其他微电网进行电能交换的功率要满足相应
联络线路容量的要求。
[0030]进一步的，步骤S200中确定点对点分布式交易环境下各个微电网的市场角色的方法为：微电网在正常运行情况下，由于分布式可再生能源设备出力以及电力负荷需求的波动性，微电网在进行步骤S100所述的自治调度的过程中会面临电能不足或过剩的情况，在不同时刻微电网会充当买方或卖方的不同角色。
[0031]进一步的，步骤S200中建立点对点分布式交易环境下各个微电网的效用函数模型，是指在考虑点对点分布式交易环境的情况下，各个微电网的效用函数将会在自治调度目标函数的基础上，进一步考虑与其他微电网进行点对点交易的影响；
[0032]包括：
[0033]S201、效用目标函数：
[0034]根据低碳导向的微电网自治调度模型中的自制调度目标函数，得到在考虑点对点分布式交易环境的情况下，以日内调度碳排放量最低为目标的效用目标函数，表达如下：
[0035][0036]其中，F'
i
为考虑点对点分布式交易环境的情况下，微电网i一天内的碳排放量；t 为调度时间段t的标识符；T为调度的总时段；P
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t 时刻的出力；c
i,m
(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、建立低碳导向的微电网自治调度模型，对微电网集群中各个微电网的运行与供需平衡进行自治调度；S200、根据步骤S100中各个微电网的自治调度结果，确定点对点分布式交易环境下各个微电网的市场角色，并建立点对点分布式交易环境下各个微电网的效用函数模型；S300、建立点对点分布式交易环境下卖方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网之间的非合作博弈过程；S400、建立点对点分布式交易环境下卖方微电网与买方微电网间的博弈关系模型，实现卖方微电网与买方微电网之间的主从博弈过程，从而实现各个微电网之间的点对点分布式交易。2.根据权利要求1所述的一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法，其特征在于，步骤S100中的微电网是能够自治运行的电力系统，其设备构成包括能量管理设备、分布式可再生能源设备、储电设备、能量转换设备和电力负荷；建立的低碳导向的微电网自治调度模型，是以微电网日内调度的碳排放量最低为目标函数，在满足微电网内设备装置及微电网运行约束的前提下，通过调节微电网内设备装置的出力，在满足供电需求的同时实现日内调度的碳排放量最低；包括：S101、自治调度目标函数：根据微电网设备构成，得到在满足微电网内设备装置及微电网运行约束条件下，以日内调度碳排放量最低为目标的自治调度目标函数，表达如下：其中，F
i
为微电网i一天内的碳排放量；t为调度时间段t的标识符；T为调度的总时段；P
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的出力；c
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的碳排放强度，碳排放强度的计算方法如下：其中，E
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的碳排放量；CV
i,m
为微电网i内电能生产设备m所用发电燃料的热值；S102、运行调度约束条件：运行调度约束条件包括储电设备约束、供需平衡约束、运行约束和联络线约束；其中，储电设备约束包括储电设备的出力约束和储电容量约束，表达式如下：其中，P
in
(t)为t时刻储电设备的充电功率；和分别为储电设备充电功率的上下限；P
out
(t)为t时刻储电设备的放电功率；和分别为储电设备放电功率的上下限；E
sto
(t)为t时刻储电设备的储电量；和分别为储电设备容量的上下限；
供需平衡约束，为在考虑储电设备作用的情况下，保障微电网内的电力供需达到平衡，表达式如下：P
i,m
(t)+P
out
(t)＝P
in
(t)+P
L
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(4)；其中，P
L
(t)为t时刻微电网的电负荷需求量；运行约束，考虑电能生产设备的出力约束，表达式如下：其中，和分别为电能生产设备出力的上下限；联络线约束，为微电网与上级主网及其他微电网进行电能交换的功率要满足相应联络线路容量的要求。3.根据权利要求1所述的一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法，其特征在于，步骤S200中确定点对点分布式交易环境下各个微电网的市场角色的方法为：微电网在正常运行情况下，由于分布式可再生能源设备出力以及电力负荷需求的波动性，微电网在进行步骤S100所述的自治调度的过程中会面临电能不足或过剩的情况，在不同时刻微电网会充当买方或卖方的不同角色。4.根据权利要求1所述的一种低碳导向的微电网集群点对点博弈交易方法，其特征在于，步骤S200中建立点对点分布式交易环境下各个微电网的效用函数模型，是指在考虑点对点分布式交易环境的情况下，各个微电网的效用函数将会在自治调度目标函数的基础上，进一步考虑与其他微电网进行点对点交易的影响；包括：S201、效用目标函数：根据低碳导向的微电网自治调度模型中的自制调度目标函数，得到在考虑点对点分布式交易环境的情况下，以日内调度碳排放量最低为目标的效用目标函数，表达如下：其中，F
i
'为考虑点对点分布式交易环境的情况下，微电网i一天内的碳排放量；t为调度时间段t的标识符；T为调度的总时段；P
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的出力；c
i,m
(t)为微电网i内电能生产设备m在t时刻的碳排放...

【专利技术属性】
技术研发人员：武建飞，王彬，顾保太，
申请(专利权)人：苏州崧崧智能控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：