基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，包括以下步骤：构建分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，获取原始数据；根据原始数据中的发电设备待选集合以及分布式电源投资计划待选集合，分别生成对应策略集合；根据策略集合中的元素和每次博弈的潮流信息迭代进行博弈，根据分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型得到本次博弈的投资收益；若博弈达到均衡状态，则输出均衡解以及最终的投资收益。本发明专利技术在分布式电源与配套电网联合博弈过程中，通过测算混合潮流并基于潮流来不断优化两主体的投资决策以达到最优的结果。断优化两主体的投资决策以达到最优的结果。断优化两主体的投资决策以达到最优的结果。

【技术实现步骤摘要】
基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法


[0001]本专利技术涉及电网投资决策建模领域，尤其涉及一种基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法。

技术介绍

[0002]随着能源改革和市场化推进，我国能源格局逐渐发生重大变化，分布式电源成为能源系统越来越重要的部分。分布式电源与配套电网的物理结构如图1所示，分布式电源(分散式风电和光伏)和传统的火力发电厂通过升压变电站升压后接入电网的变电站(节点)，通过电网向负荷节点传输电能。其中，分布式电源和升压变电站、升压变电站与电网节点相连的线路由分布式运营公司投资；变电站及其与用户之间的输电线路网络由电网公司投资。电网公司从分布式电源购入电能，通过电网转售给负荷用户。该模型中，如果分布式电源接入10kV及以上的电网，则不含考虑自发自用、余电上网的情况；如果分布式电源接入380V/220V电网，则负荷中还包括自发自用、余电上网的情况。
[0003]近年来，关于分布式电源和配电网的投资决策研究,常引入配电网投资效益的关联关系解析方法,并引入配电网建设改造措施、受影响运行参数、投资效益指标等变量,然后以配电网综合效益最优为目标,提出配电网规划投资决策方法。或是以分布式电源投资及运行成本、网损及交易成本等函数为目标,建立多目标投资优化模型,通过优化算法和案例论证,得出适合分布式电源项目的投资优化方案。然而现有技术在分布式电源投资上的研究考虑了配电网交易成本、分时电价、运行效益、风光时序特性、电能质量及环保性等，却很少考虑配网潮流。这都导致了现有的构建的模型不够符合实际情况，不能得到准确的结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，在分布式电源与配套电网联合博弈过程中，通过测算混合潮流并基于潮流来不断优化两主体的投资决策以达到最优的结果。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，包括以下步骤：
[0007]构建分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，获取原始数据；
[0008]根据原始数据中的发电设备待选集合以及分布式电源投资计划待选集合，分别生成第一策略集合和第二策略集合；
[0009]根据第一策略集合和第二策略集合中的元素迭代进行博弈，每回合博弈均根据上一回合博弈时第二策略集合中选取的元素从第一策略集合选取目标元素，并根据本回合博弈时第一策略集合选取的元素从第二策略集合中选取目标元素，根据目标元素变更电力系
统网络结构，然后根据所述网络结构计算得到本回合博弈的潮流信息并进行校核，若校核通过则根据本回合博弈的网络结构和原始数据求解分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，得到本回合博弈的投资收益；
[0010]若博弈达到均衡状态，则输出均衡解以及最终的投资收益，若第一策略集合和第二策略集合中的元素选取完毕且博弈未达到均衡状态，则根据预设方案中的待选发电设备和待选电源投资计划变更电力系统网络结构，根据所述网络结构计算得到本回合博弈的潮流信息并进行校核，若校核通过则根据本回合博弈的网络结构和原始数据求解分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，得到本回合博弈的投资收益，重新根据第一策略集合和第二策略集合中的元素迭代进行博弈，直到博弈达到均衡状态。
[0011]进一步的，所述分布式电源投资决策模型的目标收益函数为售电收入I
GSE
、可再生能源配额收益I
GRE
以及政府补贴C
B
之和减去分布式电源机组投资成本C
IG
、分布式电源机组运行成本C
GO
。
[0012]进一步的，售电收入I
GSE
的表达式如下：
[0013][0014]其中，n为寿命周期水平年，N为寿命周期总数，E
Bd,n
为分布式电源第n水平年的售电量，ρ
S,n
为n水平年的平均上网电价；
[0015]可再生能源配额收益I
GRE
的表达式如下：
[0016][0017]其中，γ
gre
为绿色证书交易价格，k为将可再生能源配额量化为绿色证书的量化系数，θs为典型日s的天数，P
s,t
为分布式电源在第s个典型日t时刻的发电量，S
GGU
为发电设备待选集合；
[0018]政府补贴C
B
的表达式如下：
[0019][0020]其中，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，num为分布式发电机组数量，C
i,t
为第n水平年政府补贴单价；
[0021]分布式电源机组投资成本C
IG
的表达式如下：
[0022][0023]其中，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，α
i
为分布式发电设备i的投资费用，T
G
为分布式发电设备的使用寿命，ω为资金折现率；
[0024]分布式电源机组运行成本C
GO
的表达式如下：
[0025][0026]其中，i为分布式发电设备的编号，g
i,n
为分布式发电设备i在n水平年的运行时间，C
GC,i,n
为第n水平年发电设备i在单位功率下的运行成本，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功
率。
[0027]进一步的，所述分布式电源投资决策模型的约束条件包括：
[0028]电力约束，表达式如下：
[0029][0030]其中，x为分布式电源机组的置信容量系数，P
d,max
为全年最大负荷，R
d
为容量备用系数，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，S
GGU
为发电设备待选集合；
[0031]装机规模约束，表达式如下：
[0032][0033]其中，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，S
GGU
为发电设备待选集合，C
max
为分布式电源机组最大装机规模。
[0034]进一步的，所述配套电网的投资决策模型的目标收益为销售电力收入I
ESE
减去售电收入I
GSE
、网架投资成本C
IT
、网损成本C
TL
以及可再生能源弃电惩罚成本C
REN
。
[0035]进一步的，销售电力收入I
ESE
的表达式如下：
[0036][0037]其中，E...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，其特征在于，包括以下步骤：构建分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，获取原始数据；根据原始数据中的发电设备待选集合以及分布式电源投资计划待选集合，分别生成第一策略集合和第二策略集合；根据第一策略集合和第二策略集合中的元素迭代进行博弈，每回合博弈均根据上一回合博弈时第二策略集合中选取的元素从第一策略集合选取目标元素，并根据本回合博弈时第一策略集合选取的元素从第二策略集合中选取目标元素，根据目标元素变更电力系统网络结构，然后根据所述网络结构计算得到本回合博弈的潮流信息并进行校核，若校核通过则根据本回合博弈的网络结构和原始数据求解分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，得到本回合博弈的投资收益；若博弈达到均衡状态，则输出均衡解以及最终的投资收益，若第一策略集合和第二策略集合中的元素选取完毕且博弈未达到均衡状态，则根据预设方案中的待选发电设备和待选电源投资计划变更电力系统网络结构，根据所述网络结构计算得到本回合博弈的潮流信息并进行校核，若校核通过则根据本回合博弈的网络结构和原始数据求解分布式电源投资决策模型以及配套电网的投资决策模型，得到本回合博弈的投资收益，重新根据第一策略集合和第二策略集合中的元素迭代进行博弈，直到博弈达到均衡状态。2.根据权利要求1所述的基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，其特征在于，所述分布式电源投资决策模型的目标收益函数为售电收入I
GSE
、可再生能源配额收益I
GRE
以及政府补贴C
B
之和减去分布式电源机组投资成本C
IG
、分布式电源机组运行成本C
GO
。3.根据权利要求2所述的基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，其特征在于，售电收入I
GSE
的表达式如下：其中，n为寿命周期水平年，N为寿命周期总数，E
Bd,n
为分布式电源第n水平年的售电量，ρ
S,n
为n水平年的平均上网电价；可再生能源配额收益I
GRE
的表达式如下：其中，γ
gre
为绿色证书交易价格，k为将可再生能源配额量化为绿色证书的量化系数，θs为典型日s的天数，P
s,t
为分布式电源在第s个典型日t时刻的发电量，S
GGU
为发电设备待选集合；政府补贴C
B
的表达式如下：其中，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，num为分布式发电机组数量，C
i,t
为第n水平年政府补贴单价；
分布式电源机组投资成本C
IG
的表达式如下：其中，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，α
i
为分布式发电设备i的投资费用，T
G
为分布式发电设备的使用寿命，ω为资金折现率；分布式电源机组运行成本C
GO
的表达式如下：其中，i为分布式发电设备的编号，g
i,n
为分布式发电设备i在n水平年的运行时间，C
GC,i,n
为第n水平年发电设备i在单位功率下的运行成本，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率。4.根据权利要求2所述的基于多主体博弈的分布式电源及配套电网投资决策建模方法，其特征在于，所述分布式电源投资决策模型的约束条件包括：电力约束，表达式如下：其中，x为分布式电源机组的置信容量系数，P
d,max
为全年最大负荷，R
d
为容量备用系数，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，S
GGU
为发电设备待选集合；装机规模约束，表达式如下：其中，P
G,i
为分布式发电设备i的有功功率，x
i
为分布式发电设备i的投资变量，S
GGU
为发电设备待选集合，C
max
为分布式电源机组最大装机规模。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊威，杨彬佑，王怡文，阳海燕，冯天天，王浩然，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司常德供电分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：