一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统，包括：以最小化负荷用能成本为目标，以价格型负荷需求响应约束、激励型负荷需求响应约束、替代型负荷需求响应约束和电能交互约束为约束条件构建需求响应侧耦合行为模型；以最大化收益为目标，以机组出力与爬坡约束、能量平衡约束、储能约束以及与综合能源系统功率交换约束为约束条件构建综合能源系统运营商模型；所述综合能源系统运营商模型和需求响应侧耦合行为模型采用一主多从博弈算法求解后，得到最优调度策略。兼顾综合能源系统运营商和需求响应侧的利益；同时增强各能量间的电能支撑，发挥电能互补的优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及综合能源系统优化调度
，特别是涉及一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]与传统的电力系统相比，综合能源系统(Integrated Energy System,IES)包含电、气、热等多种异质能源，能够利用各类能源的时间、空间分布特点实现能源互补。IES可以实现多样化能源供给，达到系统与用户良性互动的目的，为需求响应提供更大的灵活性。然而，IES中各类能源载体在负荷侧依然存在复杂的交互作用，这种交互作用将对用户参与综合需求响应的满意度产生影响。
[0004]需求响应的核心在于寻求合适的机制引导用户合理参与需求响应，实现系统和用户的双向互动，从而最大程度挖掘用户侧的灵活性资源。然而，目前的研究大多仅将需求响应数学模型作为约束，忽略了系统与用户之间的利益迭代过程。因此如何制定合理的能源价格和激励机制，对于充分发挥需求响应的优势具有重要现实意义。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统，针对含电能交互的综合能源系统，以考虑耦合行为的能量枢纽为跟随者，构建了考虑主从博弈的综合能源系统优化调度策略，兼顾综合能源系统运营商和需求响应侧的利益；同时增强各能量间的电能支撑，发挥电能互补的优势。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，包括：
[0008]以最小化负荷用能成本为目标，以价格型负荷需求响应约束、激励型负荷需求响应约束、替代型负荷需求响应约束和电能交互约束为约束条件构建需求响应侧耦合行为模型；
[0009]以最大化收益为目标，以机组出力与爬坡约束、能量平衡约束、储能约束以及与综合能源系统功率交换约束为约束条件构建综合能源系统运营商模型；
[0010]所述综合能源系统运营商模型和需求响应侧耦合行为模型采用一主多从博弈算法求解后，得到最优调度策略。
[0011]作为可选择的实施方式，最小化负荷用能成本为目标的目标函数包括能源购买成本、满意度损失成本和需求响应成本。
[0012]作为可选择的实施方式，负荷需求响应包括电负荷、气负荷和热负荷。
[0013]作为可选择的实施方式，所述价格型负荷需求响应约束包括：
[0014][0015][0016]其中，与D
P
分别表示需求响应前后的价格型电力负荷需求；表示t时刻能量枢纽n向其它能量枢纽出售的电能；表示t时刻能量枢纽n从其它能量枢纽购入的电能；ΔD
P
表示需求响应前后的价格型电力负荷需求变化；和Q
P
分别表示需求响应前后的价格型天然气负荷需求；ΔQ
P
表示需求响应前后的价格型天然气负荷需求变化。
[0017]作为可选择的实施方式，所述激励型负荷需求响应约束包括：
[0018][0019][0020][0021]其中，和D
I
分别表示需求响应前后的激励型电力负荷需求；ΔD
I
表示需求响应前后的激励型电力负荷需求变化；和Q
I
表示需求响应前后的激励型天然气负荷需求；ΔQ
I
表示需求响应前后的激励型天然气负荷需求变化；和H
I
表示需求响应前后的激励型热力负荷需求；ΔH
I
表示激励型热力负荷需求变化。
[0022]作为可选择的实施方式，所述替代型负荷需求响应约束包括：
[0023]ΔD
A,j,t
＝
‑
γΔQ
A,m,t
[0024]其中，ΔD
A,j,t
和ΔQ
A,m,t
分别为替代型负荷需求响应前后电、气负荷变化量；γ为能量转化系数。
[0025]作为可选择的实施方式，所述电能交互约束包括能量枢纽n向其它能量枢纽出售或购入的电能约束。
[0026]作为可选择的实施方式，以最大化收益为目标的目标函数为能源销售所得利益与产能成本、运行成本、需求响应成本之差。
[0027]作为可选择的实施方式，采用一主多从博弈算法的求解过程包括：
[0028]综合能源系统运营商模型以最大化收益为目标进行优化，确定能源交易价格；
[0029]需求响应侧耦合行为模型能源交易价格，以最小化负荷用能成本为目标进行综合需求响应，得到实际负荷需求，并反馈给综合能源系统运营商模型；
[0030]重复上述两个阶段，直至两次迭代结果之差小于阈值或达到最大迭代次数，得到最优调度策略。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度系统，包括：
[0032]第一模型构建模块，被配置为以最小化负荷用能成本为目标，以价格型负荷需求响应约束、激励型负荷需求响应约束、替代型负荷需求响应约束和电能交互约束为约束条件构建需求响应侧耦合行为模型；
[0033]第二模型构建模块，被配置为以最大化收益为目标，以机组出力与爬坡约束、能量平衡约束、储能约束以及与综合能源系统功率交换约束为约束条件构建综合能源系统运营商模型；
[0034]求解模块，被配置为所述综合能源系统运营商模型和需求响应侧耦合行为模型采
用一主多从博弈算法求解后，得到最优调度策略。
[0035]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
[0036]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0038]本专利技术提出了一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法及系统，针对含电能交互的综合能源系统，构建了考虑主从博弈的综合能源系统优化调度策略，以综合能源系统运营商为领导者，以考虑消费者耦合行为的能量枢纽为跟随者，建立一主多从的互动均衡模型，所提策略能够制定合理的电价，以兼顾综合能源系统运营商和能量枢纽的利益。同时，能量枢纽间的电能交互增强了各能量枢纽间的电能支撑，发挥了电能互补的优势。
[0039]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0040]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0041]图1为本专利技术实施例1提供的能量枢纽内部结构图；
[0042]图2为本专利技术实施例1提供的含电能交互的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括：以最小化负荷用能成本为目标，以价格型负荷需求响应约束、激励型负荷需求响应约束、替代型负荷需求响应约束和电能交互约束为约束条件构建需求响应侧耦合行为模型；以最大化收益为目标，以机组出力与爬坡约束、能量平衡约束、储能约束以及与综合能源系统功率交换约束为约束条件构建综合能源系统运营商模型；所述综合能源系统运营商模型和需求响应侧耦合行为模型采用一主多从博弈算法求解后，得到最优调度策略。2.如权利要求1所述的一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，最小化负荷用能成本为目标的目标函数包括能源购买成本、满意度损失成本和需求响应成本。3.如权利要求1所述的一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，负荷需求响应包括电负荷、气负荷和热负荷。4.如权利要求3所述的一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述价格型负荷需求响应约束包括：所述价格型负荷需求响应约束包括：其中，与D
P
分别表示需求响应前后的价格型电力负荷需求；表示t时刻能量枢纽n向其它能量枢纽出售的电能；表示t时刻能量枢纽n从其它能量枢纽购入的电能；ΔD
P
表示需求响应前后的价格型电力负荷需求变化；和Q
P
分别表示需求响应前后的价格型天然气负荷需求；ΔQ
P
表示需求响应前后的价格型天然气负荷需求变化。5.如权利要求3所述的一种基于主从博弈的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述激励型负荷需求响应约束包括：所述激励型负荷需求响应约束包括：所述激励型负荷需求响应约束包括：其中，和D
I
分别表示需求响应前后的激励型电力负荷需求；ΔD
I
表示需求响应前后的激励型电力负荷需求变化；和Q
I
表示需求响应前后的激励型天然气负荷需求；ΔQ
I
表示需求响应前后的激励型天然气负荷需求变化；和H
I
表示需求响应前后的激励型热力负荷需求；ΔH
I
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王成福，吕华灿，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：