【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力市场在线出清方法，尤其涉及一种适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法。
技术介绍
1、在过去的数十年间，以可再生能源为基础的分布式发电机(distributedgenerators，dgs)和新型负载，如储能系统(energy storage systems，esss)和电动汽车(electric vehicles，evs)在配网中的占比不断提高。此外，随着分布式通信和控制技术的进步，配网中传统的被动消费者逐渐演变成为既能生产能源也能消耗能源的“产消者”。产消者数量的爆炸式增长加上可再生能源发电的波动性不确定性加剧了配网的供需不匹配，甚至危及到电力系统的安全。传统上，集中式的能源管理结构在电力系统中得到广泛应用。然而，由于产消者数量的不断增加，集中式的方法将导致能源管理效率低下。在此背景下，以分布式方式运作的点对点(peer-to-peer，p2p)交易市场正越来越受到欢迎。在p2p交易市场中，基于给定的市场出清机制，各产消者可以自主制定能量交易方案以最大化自身收益。
2、对于能量交易市场，现有研究大致可分为两类。一类是基于优化的方法。在这类方法中，许多研究将优化问题的对偶变量解释为能源价格，通过执行一个收敛于具有社会最优性的市场均衡的分布式迭代过程进行市场出清。在众多的优化算法中，交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers，admm)应用最为广泛。另一类是基于博弈论的方法。在这类方法中，能量交易市场通常被建模为一个广义纳什博弈，各产消者在
3、然而，现有研究都只关注一个时间段内带时不变约束和损失函数的离线能量交易博弈并提出离线能量出清方案。由于可再生能源发电的强烈波动性和电动汽车等非传统负荷的快速响应性，在能量交易市场中，产消者的损失函数和约束会随着环境的变化而实时变化。在这种情况下，能源交易博弈已然转变为一种在线博弈，这使得基于离线市场设计的gne求解算法不再适用。此外，在能量交易市场中，每个产消者需要通过通信网络与一个或几个特定的产消者进行通信以做出决策。因此通信延迟的存在是不可避免地，其可能会导致系统性能的下降甚至不稳定。
4、因此，本领域的技术人员致力于开发一种适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，以克服现有技术存在的问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：
2、(1)现有的能量交易市场出清机制多是基于离线市场设计的，在现在可再生能源和新型负载占比不断提高的配网环境中并不适用。
3、(2)现有的能量交易市场研究较少考虑产消者间存在通信延迟的问题。通信延迟的存在可能会导致系统性能的下降甚至不稳定。
4、为实现上述目的，本专利技术提供了一种适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，所述方法包括以下步骤：
5、步骤1、建立产消者在线市场交易模型；所述产消者在线市场交易模型包括产消者模型和在线博弈模型；所述产消者模型考虑各产消者都配备可调度发电、不可调度负载和储能系统，各产消者通过自发电，储能系统充/放电及与公共电网和邻近产消者交易来保持功率平衡；所述在线博弈模型为一个带时变损失函数和约束的在线广义纳什博弈；
6、步骤2、设计一种基于原-对偶梯度算法和共识机制的分布式在线算法以跟踪时变通信延迟下能量交易博弈的广义纳什博弈。
7、进一步地，所述步骤1中所述产消者在线市场交易模型考虑一个由一组产消者组成的区域配电网，用集合表示，对于每个产消者，其负荷需求通过自发电或与公共电网和邻近产消者的交易来满足；产消者间的交易关系用表示；对于产消者i，其邻近产消者的集合用表示，其中为产消者i邻居的数量；如果是则产消者i和j能够直接通信与交易；从而交易网络建模为一个无向图其邻接矩阵用w表示，w中的元素用wi,j表示；如果权重wi,j满足wi,j＝wj,i＞0，否则，wi,j＝wj,i＝0；w的拉普拉斯矩阵用l表示；无向图是连通的，且有
8、进一步地，所述步骤1中所述产消者模型包括可调度发电模型、储能系统模型、与电网交易模型、与邻近产消者交易模型以及功率平衡模型。
9、进一步地，所述可调度发电模型包括：
10、t时刻产消者i的可调度发电量满足上下界约束：
11、
12、其中和分别为产消者i的最大和最小发电量，为考虑的时间范围；
13、产消者i可调度发电的发电成本为：
14、
15、其中和为常数；
16、所述储能系统模型包括：
17、储能系统的动态满足如下约束：
18、
19、
20、
21、
22、其中和分别为t时刻产消者i的充电量和放电量，和分别为最大充/放电量；si(t)为产消者i储能系统的充电状态，si和分别为其下界和上界；δt为采样时间，为储能系统i的最大容量，和分别为充/放电效率；
23、产消者i储能系统充/放电的成本函数为
24、
25、其中和均为正值常数；
26、所述与电网交易模型包括：
27、t时刻产消者i从电网购电量为实时电价为
28、
29、其中为随时间变化的电网参数，为组成的列向量；
30、产消者i对应成本函数为
31、
32、区域配电网内各产消者与公共电网交易的总电量满足如下约束：
33、
34、其中pmg和分别为最小和最大总购电量；
35、所述与邻近产消者交易模型包括：
36、t时刻产消者i从其邻近产消者的购电量为其满足如下约束
37、
38、
39、其中和分别为产消者i在t时刻交易量的最小和最大值；
40、产消者i的购电成本为
41、
42、其中为由平台决定的实时电价，atr为使用能量交易平台的税收系数；
43、所述功率平衡模型包括：
44、t时刻产消者i处满足如下功率平衡约束：
45、
46、其中为t时刻产消者i的不可调度负载需求。
47、进一步地，所述步骤1中所述在线博弈模型包括：
48、定义产消者i的决策变量
49、
50、通过将等式约束(11)转换为两个等价的不等式，耦合约束(10)和(11)重构为
51、
52、其中
53、
54、类似地，令
55、gi＝[1 -1 1 1 1] 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤1中所述产消者在线市场交易模型考虑一个由一组产消者组成的区域配电网，用集合表示，对于每个产消者，其负荷需求通过自发电或与公共电网和邻近产消者的交易来满足；产消者间的交易关系用表示；对于产消者i，其邻近产消者的集合用表示，其中为产消者i邻居的数量；如果是则产消者i和j能够直接通信与交易；从而交易网络建模为一个无向图其邻接矩阵用W表示，W中的元素用wi,j表示；如果权重wi,j满足wi,j＝wj,i＞0，否则，wi,j＝wj,i＝0；W的拉普拉斯矩阵用L表示；无向图是连通的，且有
3.如权利要求2所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤1中所述产消者模型包括可调度发电模型、储能系统模型、与电网交易模型、与邻近产消者交易模型以及功率平衡模型。
4.如权利要求3所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述可调度发电模型包括：
5.如权
6.如权利要求5所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤2中所述分布式在线算法具体包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤2.2中更新决策变量xi(t)具体为：
8.如权利要求7所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤2.3中更新估计量具体为：
9.如权利要求8所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤2.4中更新对偶变量λi(t)和μi(t)具体为：
10.如权利要求9所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述分布式在线算法的动态遗憾为：
...【技术特征摘要】
1.一种适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤1中所述产消者在线市场交易模型考虑一个由一组产消者组成的区域配电网，用集合表示，对于每个产消者，其负荷需求通过自发电或与公共电网和邻近产消者的交易来满足；产消者间的交易关系用表示；对于产消者i，其邻近产消者的集合用表示，其中为产消者i邻居的数量；如果是则产消者i和j能够直接通信与交易；从而交易网络建模为一个无向图其邻接矩阵用w表示，w中的元素用wi,j表示；如果权重wi,j满足wi,j＝wj,i＞0，否则，wi,j＝wj,i＝0；w的拉普拉斯矩阵用l表示；无向图是连通的，且有
3.如权利要求2所述的适应时变通信延迟的电力市场在线出清方法，其特征在于，所述步骤1中所述产消者模型包括可调度发电模型、储能系统模型、与电网交易模型、与邻近产消者交易模型以及功率平衡模型。
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：王召健，谢泳凯，杨博，关新平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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