一种多微电网能量管理优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多微电网能量管理优化调度方法及系统，涉及电网能量调度技术领域。该方法步骤为：将多个微电网互联，每个微电网设为地位对等的能量管理实体，建立多微电网系统场景；获取每个微电网各时段的电价和交易功率，建立多微电网系统的合作博弈模型；利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略；求解电价策略及功率交易量策略的纳什均衡解，根据电价策略的纳什均衡解和交易策略的纳什均衡解进行多微电网系统能量调度。本发明专利技术通过建立多微电网系统的合作博弈模型，博弈得到多微电网系统中每个微电网都认可的电价及其功率交易量的策略，实现多微电网能量管理的优化调度。实现多微电网能量管理的优化调度。实现多微电网能量管理的优化调度。

【技术实现步骤摘要】
一种多微电网能量管理优化调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网能量调度
，尤其涉及一种多微电网能量管理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]微电网系统是一个能够进行自主控制和管理的小系统，主要由分布式电源、能量转换装置、负荷等设备组成，依据其内部电压电流形式可以分为交流微电网、直流微电网和混合微电网，目前交流微电网仍然是微电网的主要存在形式。微电网既可以孤岛运行也可以接入大电网并网运行，在孤岛运行模式下微电网中的分布式电源可以自主对负荷进行供电，解决地区的电能短缺问题。在并网运行模式下，微电网可以和大电网进行功率交互，为大电网供应电能，减轻电网内火电厂等集中式电源的供电压力，同样的大电网也可以向微电网供能提高微电网的供电可靠性。单个微电网的工作容量较小，抗干扰能力小，需要依赖柴油发电机等备用设备提高供电可靠性。因此科研人员在微电网研究的基础上提出了由多个微电网互联形成的多微电网系统，降低了对柴油发电机等备用设备的依赖，提高了微电网的供电可靠性，实现了微电网之间的电能互济，但是却提高了能量调度的复杂性。
[0004]在多微电网系统能量管理中，主要有两种管理方式：一种是集中式管理，即在多微电网系统中构建一个中央控制单元，由中央控制器控制多微电网系统内的能量调度，另一种是分布式管理，系统内的微电网自己给出能量调度策略，这种管理方式的难点在于如何使系统内的各个微电网之间达成一致。如文献：李翔宇,赵冬梅.市场机制下多微电网多时间尺度优化调度研究[J].电机与控制学报,2020,24(07):29
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38，通过研究多个微电网的能量管理问题，以系统的总运行成本为目标，研究了多个时间尺度多微电网系统优化调度问题。文献：陈其森,汪湘晋,池伟,等.多微电网互联系统能量管理方法研究[J].电力系统保护与控制,2018,46(11):83
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91，针对多微电网系统的能量管理问题，研究了能量管理的实时调度与日前规划，建立了能量管理的双层优化模型，既保证了经济性又保证了鲁棒性。
[0005]伴随分布式电源形式的增加，各种负荷类型的出现，以及多微电网系统结构复杂性的增加，使得传统的能量管理方法无法适用于如今的多微电网系统。在多微电网优化研究中，主要牵涉到多个主体利益的冲突，如微电网内部构成之间以及多微电网系统中各个微电网之间。并且多个微电网之间在能量交易方面极有可能出现恶性竞争降低整个多微电网系统的利益。因此如何合理的对微电网之间的能量进行调度，增强多微电网系统的运行可靠性，充分发挥多微电网系统的优势，提升多微电网系统的经济效益，是当前多微电网系统研究中的主要问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种多微电网能量管理优化调度
方法及系统，在单微电网优化调度的基础上，以多微电网系统成本最优为目标，兼顾各微电网利益，建立多微电网系统的合作博弈模型，博弈得到多微电网系统中每个微电网都认可的电价及其功率交易量的策略，实现多微电网能量管理的优化调度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种多微电网能量管理优化调度方法，包括以下步骤：
[0009]将多个微电网互联，每个微电网设为地位对等的能量管理实体，建立多微电网系统场景；
[0010]获取每个微电网各时段的电价和交易功率，建立多微电网系统的合作博弈模型；其中，根据各时段的电价和交易功率构建效益函数，所述效益函数以最终的运行收益作为博弈，以微电网作为博弈者，得到合作博弈模型；
[0011]利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略；
[0012]求解电价策略及功率交易量策略的纳什均衡解，根据电价策略的纳什均衡解和交易策略的纳什均衡解进行多微电网系统能量调度。
[0013]进一步的，利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略的具体步骤为：
[0014]构建电价约束协议，通过电价约束协议确定微电网之间交易的最优电价策略；
[0015]根据交易功率构建功率交易集合，利用功率交易集合得到功率交易策略，并求解功率交易策略的纳什均衡解。
[0016]更进一步的，电价约束协议是指所有博弈者确定一组电价后，若有一个博弈者改变自身电价，会使自己或其他博弈者，进行功率交易所取得的利益相较于之前减小。
[0017]更进一步的，利用功率交易集合得到功率交易策略，并求解功率交易策略的纳什均衡解的具体步骤为：
[0018]根据交易功率构建电量需求函数；
[0019]根据电量需求函数求解各时段电量需求，确定微电网身份，从而确定功率交易策略；
[0020]利用效益函数根据当前功率交易策略对电量需求进行博弈，通过求解算法迭代求解得到功率交易策略的纳什均衡解。
[0021]更进一步的，根据电量需求函数求解各时段电量需求，确定微电网身份，从而确定功率交易策略的具体步骤为：
[0022]当电量需求为用电需求时，微电网身份为用电方身份；
[0023]当电量需求为供电需求时，微电网身份为供电方身份；
[0024]根据不同的微电网身份确定主导博弈者和跟随博弈者，从而确定功率交易策略。
[0025]进一步的，效益函数为：
[0026][0027]其中，为t时段第i个微电网的效益，P
it
为t时段第i个微电网与其他微电网的交易功率，为微电网i在t时段与大电网的交换功率，为t时段第i个微电网的电价，
i＝1，2，3
……
N，N为微电网个数，为t时段第m个微电网的身份，m＝1，2，当m等于1时微电网身份为用电者，当m等于2时微电网身份为供电者。
[0028]进一步的，微电网的交易功率满足联络线约束：
[0029][0030]其中，P
it
为t时段第i个微电网与其他微电网的交易功率，是微电网之间功率交易的最大值，i＝1，2，3
……
N，N为微电网个数。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种多微电网能量管理优化调度系统，包括：
[0032]场景构建模块，被配置为将多个微电网互联，每个微电网设为地位对等的能量管理实体，建立多微电网系统场景；
[0033]模型构建模块，被配置为获取每个微电网各时段的电价和交易功率，建立多微电网系统的合作博弈模型；其中，根据各时段的电价和交易功率构建效益函数，所述效益函数以最终的运行收益作为博弈，以微电网作为博弈者，得到合作博弈模型；
[0034]合作博弈模块，被配置为利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略；
[0035]能力调度模块，被配置为求解电价策略及功率交易量策略的纳什均衡解，根据电价策略本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多微电网能量管理优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：将多个微电网互联，每个微电网设为地位对等的能量管理实体，建立多微电网系统场景；获取每个微电网各时段的电价和交易功率，建立多微电网系统的合作博弈模型；其中，根据各时段的电价和交易功率构建效益函数，所述效益函数以最终的运行收益作为博弈，以微电网作为博弈者，得到合作博弈模型；利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略；求解电价策略及功率交易量策略的纳什均衡解，根据电价策略的纳什均衡解和交易策略的纳什均衡解进行多微电网系统能量调度。2.如权利要求1所述的多微电网能量管理优化调度方法，其特征在于，利用合作博弈模型博弈得到多微电网系统中每个微电网的电价策略及功率交易量策略的具体步骤为：构建电价约束协议，通过电价约束协议确定微电网之间交易的最优电价策略；根据交易功率构建功率交易集合，利用功率交易集合得到功率交易策略，并求解功率交易策略的纳什均衡解。3.如权利要求2所述的多微电网能量管理优化调度方法，其特征在于，电价约束协议是指所有博弈者确定一组电价后，若有一个博弈者改变自身电价，会使自己或其他博弈者，进行功率交易所取得的利益相较于之前减小。4.如权利要求2所述的多微电网能量管理优化调度方法，其特征在于，利用功率交易集合得到功率交易策略，并求解功率交易策略的纳什均衡解的具体步骤为：根据交易功率构建电量需求函数；根据电量需求函数求解各时段电量需求，确定微电网身份，从而确定功率交易策略；利用效益函数根据当前功率交易策略对电量需求进行博弈，通过求解算法迭代求解得到功率交易策略的纳什均衡解。5.如权利要求4所述的多微电网能量管理优化调度方法，其特征在于，根据电量需求函数求解各时段电量需求，确定微电网身份，从而确定功率交易策略的具体步骤为：当电量需求为用电需求时，微电网身份为用电方身份；当电量需求为供电需求时，微电网身份为供电方身份；根据不同的微电网身份确定主导博弈者和跟随博弈者，从而确定功率交易策略。6.如权利要求1所述的多微电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌超，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：