一种县域能源互联网多投资主体的配置方法及配置系统技术方案

本发明专利技术公开了一种县域能源互联网多投资主体的配置方法及配置系统，获取市场环境及策略偏好；然后基于县域能源互联网内的能量供给量与能源市场价格之间的关系，能量供给量与供能成本之间的关系，建立逆需求模型与设备供能需求模型；并进行各投资主体的投资利润计算；然后建立多投资主体的非合作博弈模型；求解得到目标县域能源互联网的各投资主体设备配置容量、投资利润及市场能源价格；对县域能源互联网进行设备配置。基于非合作博弈情况下各投资主体能量供给量对县域互联网能源市场价格、供能成本以及投资利润之间的关系，分析得到县域能源互联网中各投资主体设备配置容量的最优解，有效提升了关键设备配置后县域能源互联网的经济性。网的经济性。网的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种县域能源互联网多投资主体的配置方法及配置系统


[0001]本专利技术涉及能源互联网，具体是涉及一种县域能源互联网多投资主体的配置方法及配置系统。

技术介绍

[0002]随着小城镇发展与承接产业转移，县域经济圈接纳大量园区和工业企业，能耗量巨大。县域能源品类呈现多样化发展，传统能源系统由单一系统向综合能源系统转变，能源互联网成为解决县域能源问题的重要手段。县域能源互联网内光伏、生物质发电等资源丰富，不同设备的协调配置是推进县域能源互联网升级改造、可再生能源利用、多种能源形式互补的重中之重。然而不同资源设备往往属于不同主体，这些多主体在配置设备过程中形成的博弈关系势必会影响县域能源互联网的经济运行，目前县域能源互联网的规划配置研究大多是从能源供需经济性的角度考虑能源设备的类型选择和容量配置，鲜有对县域能源互联网多主体关键设备配置的非合作博弈研究，尤其缺少不同主体作为领导者的不同博弈模式下，对各类设备主体的投资配置行为以及结果的分析，难以满足体县域能源互联网多主关键设备的优化配置需求。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种提升经济性的经济性县域能源互联网多投资主体的配置方法及配置系统。
[0004]技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种县域能源互联网多投资主体的配置方法，包括以下步骤：
[0005](1)获取目标县域能源互联网内各投资主体所处的市场环境及策略偏好；
[0006](2)根据获取的市场环境及策略偏好，基于县域能源互联网内的能量供给量与能源市场价格之间的关系，建立县域能源互联网逆需求模型；基于县域互联网内的能量供给量与供能成本之间的关系，建立县域能源互联网设备供能需求模型；根据县域能源互联网逆需求模型与县域能源互联网设备供能需求模型，进行各投资主体的投资利润计算。
[0007](3)考虑各投资主体的投资利润，基于建立的县域能源互联网逆需求模型和县域能源互联网设备供能需求模型，建立县域能源互联网多投资主体的非合作博弈模型。
[0008](4)求解非合作博弈模型得到目标县域能源互联网的各投资主体设备配置容量、投资利润及市场能源价格；
[0009](5)根据得到的各投资主体的设备配置容量，对县域能源互联网进行设备配置。
[0010]进一步的，所述步骤(1)中县域能源互联网的投资主体包括光伏发电、生物质发电、地热发电、海上风力发电、陆上风力发电、水力发电、储能供电、热电联产发电；
[0011]进一步的，所述步骤(2)中县域能源互联网逆需求模型为：
[0012][0013][0014]其中，Q表示目标县域能源互联网内的能量供给总量；p
c
为目标县域能源互联网内消费者接受的统一能源市场价格；a为常数，表示目标县域能源互联网内的参考需求；λ为常数，表示目标县域能源互联网内的需求弹性因子；q
s,i
表示目标县域能源互联网内第i类主体设备的供给能量。
[0015]所述步骤(2)中县域能源互联网设备供能需求模型为：
[0016][0017]其中，T
i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的期望成本；c
s,i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的固定单位成本；β
i
为常数，表示第i类投资主体的供给曲线弹性因子；L
s,i
为常数，表示第i类投资主体的供给曲线比例因子。
[0018]进一步的，所述步骤(3)中根据县域能源互联网逆需求模型与县域能源互联网设备供能需求模型，对于第i类投资主体，其投资利润函数表达为：
[0019][0020]其中，F
i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的投资利润。
[0021]进一步的，所述步骤(3)中的非合作博弈模型包括：
[0022]以将q
s,i
作为变量的每个投资主体利润函数实现凸函数的纳什均衡模型；
[0023]以投资主体i为领导者，其余投资主体为跟随者，实现领导者投资利润F
i
最大化目标的主体领导模型。
[0024]进一步的，所述步骤(3)中纳什均衡模型的博弈框架为：
[0025]投资主体之间信息完全对称，每个投资主体的投资决策与市场信息完全公开，每个投资主体对其设备的配置容量直接影响对县域能源互联网中能源市场提供的能量q，整个能源市场的能源供给量与供需关系形成能源价格p反馈至各个投资主体，即每个投资主体对其设备容量的配置行为不仅影响自己的收益还会影响到其他投资主体的收益。
[0026]进一步的，所述步骤(4)中，包括对纳什均衡模型进行求解：
[0027]对投资主体利润函数求q
s,i
的偏导得到：
[0028][0029]式(5)中q
s,i
为决策变量，且0≤q
s,i
≤q
s,i,max
，q
s,i,max
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体设备的最大供给能量，对于任意的投资主体i，其q
s,i
变化将会引起所有投资主体f(q
s,i
)的变化，则式(5)表现为一个混合互补问题，如下式所示：
[0030]f(q
s,i
)
⊥
0≤q
s,i
≤q
s,i,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0031]式中，
⊥
表示函数f(q
s,i
)和变量q
s,i
及其边界之间的成对互补性；
[0032]求解使得所有投资主体的收益之和最大化的均衡解，得到每类投资主体的设备配
置容量q
s,i
、投资利润F
i
、以及县域能源互联网能源市场价格p
c
。
[0033]进一步的，所述步骤(4)中，还包括对主体领导模型进行求解：
[0034]以领导者i投资利润F
i
最大化为目标函数：
[0035]max F
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0036]基于式(1)(2)(5)(7)，构建一个具有平衡约束的数学规划问题，如下式所示：
[0037][0038]式中，q
s,i
和p
c
是连续实变量，q
s,i
为控制变量或上层变量，p
c
为状态变量或下层变量，F
i
(q
s,i
,p
c
)是目标函数，g(q
s,i
,p
c
)α0表示变量q
s,i
和p
c
的非线性约束集合，p
c,min
为目标县域能源互联网内最小统一能源市场价格，p...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种县域能源互联网多投资主体的配置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取目标县域能源互联网内各投资主体所处的市场环境及策略偏好；(2)根据获取的市场环境及策略偏好，基于县域能源互联网内的能量供给量与能源市场价格之间的关系，建立县域能源互联网逆需求模型；基于县域互联网内的能量供给量与供能成本之间的关系，建立县域能源互联网设备供能需求模型；根据县域能源互联网逆需求模型与县域能源互联网设备供能需求模型，进行各投资主体的投资利润计算；(3)考虑各投资主体的投资利润，基于建立的县域能源互联网逆需求模型和县域能源互联网设备供能需求模型，建立县域能源互联网多投资主体的非合作博弈模型；(4)求解非合作博弈模型得到目标县域能源互联网的各投资主体设备配置容量、投资利润及市场能源价格；(5)根据得到的各投资主体的设备配置容量，对县域能源互联网进行设备配置。2.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中县域能源互联网逆需求模型为：求模型为：其中，Q表示目标县域能源互联网内的能量供给总量；p
c
为目标县域能源互联网内消费者接受的统一能源市场价格；a为常数，表示目标县域能源互联网内的参考需求；λ为常数，表示目标县域能源互联网内的需求弹性因子；q
s,i
表示目标县域能源互联网内第i类主体设备的供给能量；所述步骤(2)中县域能源互联网设备供能需求模型为：其中，T
i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的期望成本；c
s,i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的固定单位成本；β
i
为常数，表示第i类投资主体的供给曲线弹性因子；L
s,i
为常数，表示第i类投资主体的供给曲线比例因子；所述步骤(2)中根据县域能源互联网逆需求模型与县域能源互联网设备供能需求模型，对于第i类投资主体，其投资利润函数表达为：其中，F
i
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体的投资利润。3.根据权利要求2所述的配置方法，其特征在于，所述步骤(3)中的非合作博弈模型包括：以投资主体i为领导者，其余投资主体为跟随者，实现领导者投资利润F
i
最大化目标的主体领导模型；以将q
s,i
作为变量的每个投资主体利润函数实现凸函数的纳什均衡模型。
4.根据权利要求3所述的配置方法，其特征在于，所述纳什均衡模型的博弈框架为：投资主体之间信息完全对称，每个投资主体的投资决策与市场信息完全公开，每个投资主体对其设备的配置容量直接影响对县域能源互联网中能源市场提供的能量q，整个能源市场的能源供给量与供需关系形成能源价格p反馈至各个投资主体，即每个投资主体对其设备容量的配置行为不仅影响自己的收益还会影响到其他投资主体的收益。5.根据权利要求4所述的配置方法，其特征在于，所述步骤(4)中，包括对纳什均衡模型进行求解：对投资主体利润函数求q
s,i
的偏导得到：式(5)中q
s,i
为决策变量，且0≤q
s,i
≤q
s,i,max
，q
s,i,max
表示目标县域能源互联网内第i类投资主体设备的最大供给能量，对于任意的投资主体i，其q
s,i
变化将会引起所有投资主体f(q
s,i
)的变化，则式(5)表现为一个混合互补问题，如下式所示：f(q
s,i
)
⊥
0≤q
s,i
≤q
s,i,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)式中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，祝春捷，尹建兵，王骏海，徐航，陈琳，王丙文，陈永华，杜炜，李渊，陈卉，王馨，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，
类型：发明
国别省市：