CN112531676B - 基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置 - Google Patents

基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置 Download PDF

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CN112531676B CN201910886588.8A CN201910886588A CN112531676B CN 112531676 B CN112531676 B CN 112531676B CN 201910886588 A CN201910886588 A CN 201910886588A CN 112531676 B CN112531676 B CN 112531676B
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Abstract

本发明实施例提供一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置。所述方法包括:确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件;根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型;对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。本发明实施例能够为分布式机组蓬勃发展背景下的电力系统运行管理提供技术参考,有效降低运行成本,促进可再生能源消纳。

Description

基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置
技术领域
本发明涉及能源市场分析技术领域,尤其涉及一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置。
背景技术
随着分布式电源的蓬勃发展,电力系统从传统的集中大容量机组模式转向分散式小机组模式;传统电力用户转向既消费电能又能生产电能的“产消者”。这一转变给电力系统带来了机遇和挑战。一方面,屋顶光伏、小容量风电机组的接入,有效缓解了我国能源短缺和环境污染的压力;另一方面,参与主体的增多、主体间的利益冲突、可再生能源的不确定性冲击给电力系统运行管理带来了困难。为适应产消者逐渐增多的必然趋势,亟需提出一种具有可扩展性的分散式管理方法,能量共享博弈成为可能的解决思路之一。
近年来,共享模式以其分布式自趋优的特点得到了广泛应用,各类共享平台方兴未艾。共享即是资源拥有者在短期内将自己的资源拿出来,成为“公共资源”,让有需要的人使用;使用者则在不拥有资源所有权的前提下,拥有了资源的使用权;使用权和所有权的分离提高了闲置资源的利用率。在出行方面,摩拜、滴滴等实现了交通资源的实时有效配置;在住宿方面,Airbnb等实现了房屋资源的空间有效配置。各类共享模式为能量共享博弈提供了指导,通过合适的市场机制,引导产消者参与共享的行为,能够有效应对可再生能源波动。如何设计有效的能量共享博弈机制,并与传统电力系统调度相结合,成为当下的研究热点之一。
发明内容
针对现有技术问题,本发明实施例提供一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置。
本发明实施例提供一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,所述方法包括:
确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
本发明实施例提供一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置,所述装置包括:
确定单元,用于确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
建立单元,用于根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
求解单元,用于根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
本发明实施例还提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法。
本发明实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法和装置,构建基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述模型包括以最小化产消者总成本为目标的出清目标函数,以最小化市场实时调节成本为目标的市场均衡目标函数,通过对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到模型最优参数,能够为分布式机组蓬勃发展背景下的电力系统运行管理提供技术参考,促进产消者积极参与能量共享博弈,有效降低运行成本,促进可再生能源消纳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法的流程示意图;
图2为本发明一实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型求解算法的流程示意图;
图3为本发明一实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置的结构示意图;
图4为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法的流程示意图。
如图1所示,所述方法具体包括以下步骤:
S11、确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
具体地,电力系统中产消者为既消费电能又能生产电能的电力用户。本发明实施例设置参与能量共享博弈的产消者的生产成本、负荷需求等参数,并设置电力系统需满足的约束条件,约束条件包括:功率平衡约束、火电机组出力约束、线路潮流约束等。
S12、根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
具体地,根据上述电力系统约束及产消者参数,构建基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,该模型为双层鲁棒博弈模型,上层为日前机组出力和备用整定,在最小化产消者总运行成本的前提下优化可调节机组的日前出力和预留备用计划;下层为基于广义供需函数的能量共享博弈模型,产消者向共享市场竞价,共享市场出清返回共享量,实现能量富余者与能量短缺者之间的共享交换,达到实时功率平衡,降低运行成本的目的。
S13、根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
具体地,基于Column and Constraint Generation(C&CG)法将上述双层鲁棒博弈模型分为主问题和子问题迭代求解,得到所述模型的最优参数配置,得到的最优参数包括电力系统的可调节出力参数和可调节机组备用参数,以使所述产消者根据所述可调节出力参数和可调节机组备用参数进行实时调节,为分布式机组蓬勃发展背景下的电力系统运行管理提供技术参考,促进产消者积极参与能量共享博弈。
本发明实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,构建基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述模型包括以最小化产消者总成本为目标的出清目标函数,以最小化市场实时调节成本为目标的市场均衡目标函数,通过对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到模型最优参数,能够为分布式机组蓬勃发展背景下的电力系统运行管理提供技术参考,促进产消者积极参与能量共享博弈,有效降低运行成本,促进可再生能源消纳。
在上述实施例的基础上,所述电力系统约束条件包括:
火电机组日前出力范围约束条件:
Figure BDA0002207478910000051
电力系统日前功率平衡约束条件:
Figure BDA0002207478910000052
电力系统日前传输线安全约束条件:
Figure BDA0002207478910000053
电力系统实时功率调节范围约束条件:
Figure BDA0002207478910000054
电力系统实时功率平衡约束条件:
Figure BDA0002207478910000055
能量共享博弈市场出清量为:
Figure BDA0002207478910000056
能量共享博弈市场出条件:
Figure BDA0002207478910000057
可再生能源机组出力变化范围条件:
Figure BDA0002207478910000061
其中,pi为可调节机组日前出力,ri为可调节机组备用,Pi min为可调节机组出力下限,Pi max为可调节机组出力上限,
Figure BDA0002207478910000062
为可再生能源机组预测出力,Di为产消者i负荷量,Fl为线路潮流上限,πil为转移分布因子,Δpi为可调节机组实时出力调整,wi为可再生能源实时出力,qi为能量共享博弈市场出清量,λc为能量共享博弈市场出清价格,a为能量共享博弈市场价格灵敏度,bi为产消者i竞价,Wi min为可再生能源机组出力下限,Wi max为可再生能源机组出力上限,
Figure BDA0002207478910000063
为可再生能源出力范围中间值,
Figure BDA0002207478910000064
为可再生能源出力范围一半,Γ可再生能源出力总偏离限制。
具体地,表1示出了本发明实施例设置的基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型所涉及的参数术语。
表1
Figure BDA0002207478910000065
Figure BDA0002207478910000071
电力系统约束条件包括上述火电机组日前出力范围约束、电力系统日前功率平衡约束、电力系统日前传输线安全约束、电力系统实时功率调节范围、电力系统实时功率平衡约束、能量共享博弈市场出清条件以及可再生能源机组出力变化范围,各约束条件的数学表达式为上述公式(1)至(8),各表达式中的参数含义参见上述表1。
在上述实施例的基础上,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数根据产消者总成本最小确定,所述产消者总成本为可调节机组运行成本和预留备用成本之和,所述出清目标函数为:
Figure BDA0002207478910000072
其中,ci,di为可调节机组出力成本系数,si为可调节机组备用成本系数;
所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的约束条件包括:
Figure BDA0002207478910000073
Figure BDA0002207478910000074
Figure BDA0002207478910000075
具体地,上层电力系统日前出力及备用整定问题目标函数是使得产消者的总体生产成本最小,约束条件包括火电机组日前出力范围约束、电力系统日前功率平衡约束及电力系统日前传输线安全约束,各约束条件的数学表达式为上述公式(1)-(3)。
在上述实施例的基础上,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型还包括极端场景下运行成本最大化的目标函数和约束条件,所述极端场景下运行成本最大化的目标函数为:
Figure BDA0002207478910000076
所述极端场景下运行成本最大化的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000081
具体地,考虑到最坏场景的出现,构建以极端场景下运行成本最大化为目标函数的模型,该模型作为上层模型的一部分,该模型的约束条件为公式(8)。
在上述实施例的基础上,所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数根据市场实时调节成本最小确定,所述市场实时调节成本为每个产消者自身调节成本和向能量共享博弈市场购买成本之和,所述市场均衡目标函数为:
Figure BDA0002207478910000082
其中,li为可调节机组实时调整成本系数;
所述下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000083
Figure BDA0002207478910000084
Figure BDA0002207478910000085
所述能量共享博弈市场出清条件为:
Figure BDA0002207478910000086
具体地,下层基于能量共享博弈的实时调节问题目标函数每个产消者的目标是使得自身调节成本与向共享市场购买成本之和最小,下层基于能量共享博弈的实时调节问题的相关约束包括电力系统实时功率调节范围约束、电力系统实时功率平衡约束和能量共享博弈市场出清条件,相关数学表达式为公式(4)至(7)。
在上述实施例的基础上,所述方法还包括:
对所述下层能量共享博弈模型进行等价优化,得到优化后的下层能量共享博弈模型,所述优化后的下层能量共享博弈模型的目标函数为:
Figure BDA0002207478910000087
所述优化后的下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000091
Figure BDA0002207478910000092
具体地,利用等价整体优化问题给出下层共享博弈是市场均衡,即下层能量共享博弈模型的目标函数(11)及约束条件(4)至(7)能够等价优化为上述公式(12)、(4)和(13)。
在上述实施例的基础上,步骤S13具体包括:
将所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数和约束条件,以及所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数和约束条件转化为主问题和子问题;
基于KKT条件和分段线性化将所述主问题转化为混合整数线性规划问题进行求解,利用模式搜索算法对所述子问题进行求解;
将所述子问题的求解结果代入到所述主问题进行迭代求解,直至得到最优的电力系统参数,所述电力系统参数包括电力系统可调节出力参数和可调节机组备用参数。
具体地,基于C&CG法将原双层鲁棒博弈问题分解为主问题和子问题。
主问题的数学表达式:
Figure BDA0002207478910000093
Figure BDA0002207478910000094
子问题的数学表达式:
Figure BDA0002207478910000101
Figure BDA0002207478910000102
至此,本文所述基于能量共享博弈的可再生能源消纳问题转化为主问题和子问题。对于主问题,基于KKT条件和分段线性化方法转化为混合整数线性规划问题;对于子问题,利用模式搜索算法对极端场景进行搜索。
图2示出了基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型求解算法的流程示意图。
如图2所示,基于KKT条件和分段线性化方法求解主问题,得到日前机组处理及备用参数;利用模式搜索算法对极端场景进行搜索,搜索出的最坏场景输入到子问题,继续进行求解,直到目标函数(21)收敛,得到最优参数。
图3示出了本发明实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置的结构示意图。
如图3所示,所述装置包括:确定单元31、建立单元32和求解单元33,其中:
所述确定单元31,用于确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
所述建立单元32,用于根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
所述求解单元33,用于根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
本发明实施例提供的基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置,构建基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述模型包括以最小化产消者总成本为目标的出清目标函数,以最小化市场实时调节成本为目标的市场均衡目标函数,通过对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到模型最优参数,能够为分布式机组蓬勃发展背景下的电力系统运行管理提供技术参考,促进产消者积极参与能量共享博弈,有效降低运行成本,促进可再生能源消纳。
在上述实施例的基础上,所述装置还包括:
所述电力系统约束条件包括:
火电机组日前出力范围约束条件:
Figure BDA0002207478910000111
电力系统日前功率平衡约束条件:
Figure BDA0002207478910000112
电力系统日前传输线安全约束条件:
Figure BDA0002207478910000113
电力系统实时功率调节范围约束条件:
Figure BDA0002207478910000114
电力系统实时功率平衡约束条件:
Figure BDA0002207478910000115
能量共享博弈市场出条件:
Figure BDA0002207478910000116
其中,能量共享博弈市场出清量为:
Figure BDA0002207478910000117
可再生能源机组出力变化范围条件:
Figure BDA0002207478910000121
其中,pi为可调节机组日前出力,ri为可调节机组备用,Pi min为可调节机组出力下限,Pi max为可调节机组出力上限,
Figure BDA0002207478910000122
为可再生能源机组预测出力,Di为产消者i负荷量,Fl为线路潮流上限,πil为转移分布因子,Δpi为可调节机组实时出力调整,wi为可再生能源实时出力,qi为能量共享博弈市场出清量,λc为能量共享博弈市场出清价格,a为能量共享博弈市场价格灵敏度,bi为产消者i竞价,Wi min为可再生能源机组出力下限,Wi max为可再生能源机组出力上限,
Figure BDA0002207478910000123
为可再生能源出力范围中间值,
Figure BDA0002207478910000124
为可再生能源出力范围一半,Γ可再生能源出力总偏离限制。
在上述实施例的基础上,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数根据产消者总成本最小确定,所述产消者总成本为可调节机组运行成本和预留备用成本之和,所述出清目标函数为:
Figure BDA0002207478910000125
其中,ci,di为可调节机组出力成本系数,si为可调节机组备用成本系数;
所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的约束条件包括:
Figure BDA0002207478910000126
Figure BDA0002207478910000127
Figure BDA0002207478910000128
在上述实施例的基础上,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型还包括极端场景下运行成本最大化的目标函数和约束条件,所述极端场景下运行成本最大化的目标函数为:
Figure BDA0002207478910000129
所述极端场景下运行成本最大化的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000131
在上述实施例的基础上,所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数根据市场实时调节成本最小确定,所述市场实时调节成本为每个产消者自身调节成本和向能量共享博弈市场购买成本之和,所述市场均衡目标函数为:
Figure BDA0002207478910000132
其中,li为可调节机组实时调整成本系数;
所述下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000133
Figure BDA0002207478910000134
Figure BDA0002207478910000135
Figure BDA0002207478910000136
在上述实施例的基础上,所述装置还包括:
优化单元,用于对所述下层能量共享博弈模型进行等价优化,得到优化后的下层能量共享博弈模型,所述优化后的下层能量共享博弈模型的目标函数为:
Figure BDA0002207478910000137
所述优化后的下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure BDA0002207478910000138
Figure BDA0002207478910000139
在上述实施例的基础上,所述求解单元33包括:
转化模块,用于将所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数和约束条件,以及所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数和约束条件转化为主问题和子问题;
第一求解模块,用于基于KKT条件和分段线性化将所述主问题转化为混合整数线性规划问题进行求解,利用模式搜索算法对所述子问题进行求解;
第二求解模块,用于将所述子问题的求解结果代入到所述主问题进行迭代求解,直至得到最优的电力系统参数,所述电力系统参数包括电力系统可调节出力参数和可调节机组备用参数。
本实施例所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置可以用于执行上述方法实施例,其原理和技术效果类似,此处不再赘述。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图4所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)41、通信接口(Communications Interface)42、存储器(memory)43和通信总线44,其中,处理器41,通信接口42,存储器43通过通信总线44完成相互间的通信。处理器41可以调用存储器43中的逻辑指令,以执行上述各实施例提供的方法。
此外,上述的存储器43中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述方法包括:
确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
2.根据权利要求1所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述电力系统约束条件包括:
火电机组日前出力范围约束条件:
Figure FDA0003612056280000011
电力系统日前功率平衡约束条件:
Figure FDA0003612056280000012
电力系统日前传输线安全约束条件:
Figure FDA0003612056280000013
电力系统实时功率调节范围约束条件:
Figure FDA0003612056280000014
电力系统实时功率平衡约束条件:
Figure FDA0003612056280000015
能量共享博弈市场出清条件:
Figure FDA0003612056280000021
其中,所述能量共享博弈市场出清量为:
Figure FDA0003612056280000022
可再生能源机组出力变化范围条件:
Figure FDA0003612056280000023
其中,pi为可调节机组日前出力,ri为可调节机组备用,Pi min为可调节机组出力下限,Pi max为可调节机组出力上限,
Figure FDA0003612056280000024
为可再生能源机组预测出力,Di为产消者i负荷量,Fl为线路潮流上限,πil为转移分布因子,Δpi为可调节机组实时出力调整,wi为可再生能源实时出力,qi为能量共享博弈市场出清量,λc为能量共享博弈市场出清价格,a为能量共享博弈市场价格灵敏度,bi为产消者i竞价,Wi min为可再生能源机组出力下限,Wi max为可再生能源机组出力上限,
Figure FDA0003612056280000025
为可再生能源出力范围中间值,
Figure FDA0003612056280000026
为可再生能源出力范围一半,Γ可再生能源出力总偏离限制。
3.根据权利要求2所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数根据产消者总成本最小确定,所述产消者总成本为可调节机组运行成本和预留备用成本之和,所述出清目标函数为:
Figure FDA0003612056280000027
其中,ci,di为可调节机组出力成本系数,si为可调节机组备用成本系数;
所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的约束条件包括:
Figure FDA0003612056280000031
Figure FDA0003612056280000032
Figure FDA0003612056280000033
4.根据权利要求2所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型还包括极端场景下运行成本最大化的目标函数和约束条件,所述极端场景下运行成本最大化的目标函数为:
Figure FDA0003612056280000034
其中,li为可调节机组实时调整成本系数;
所述极端场景下运行成本最大化的约束条件为:
Figure FDA0003612056280000035
5.根据权利要求2所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数根据市场实时调节成本最小确定,所述市场实时调节成本为每个产消者自身调节成本和向能量共享博弈市场购买成本之和,所述市场均衡目标函数为:
Figure FDA0003612056280000036
其中,li为可调节机组实时调整成本系数;
所述下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure FDA0003612056280000037
Figure FDA0003612056280000038
Figure FDA0003612056280000041
Figure FDA0003612056280000042
6.根据权利要求5所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述方法还包括:
对所述下层能量共享博弈模型进行等价优化,得到优化后的下层能量共享博弈模型,所述优化后的下层能量共享博弈模型的目标函数为:
Figure FDA0003612056280000043
所述优化后的下层能量共享博弈模型的约束条件为:
Figure FDA0003612056280000044
Figure FDA0003612056280000045
7.根据权利要求1所述的基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法,其特征在于,所述根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置包括:
将所述上层电力系统日常出力及备用整定模型的出清目标函数和约束条件,以及所述下层能量共享博弈模型的市场均衡目标函数和约束条件转化为主问题和子问题;
基于KKT条件和分段线性化将所述主问题转化为混合整数线性规划问题进行求解,利用模式搜索算法对所述子问题进行求解;
将所述子问题的求解结果代入到所述主问题进行迭代求解,直至得到最优的电力系统参数,所述电力系统参数包括电力系统可调节出力参数和可调节机组备用参数。
8.一种基于能量共享博弈的可再生能源消纳装置,其特征在于,所述装置包括:
确定单元,用于确定参与能量共享的产消者的参数和电力系统约束条件,所述产消者的参数包括成本参数和负荷需求参数;
建立单元,用于根据所述产消者的参数和电力系统约束条件建立基于能量共享博弈的可再生能源消纳模型,所述可再生能源消纳模型包括上层电力系统日常出力及备用整定模型和下层能量共享博弈模型,所述上层电力系统日常出力及备用整定模型以最小化产消者总成本为出清目标函数,所述下层能量共享博弈模型以最小化市场实时调节成本为市场均衡目标函数;
求解单元,用于根据所述出清目标函数和市场均衡目标函数对所述可再生能源消纳模型进行求解,得到所述可再生能源消纳模型的最优参数配置,以使所述产消者根据所述最优参数配置参与能量共享。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于能量共享博弈的可再生能源消纳方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107545325A (zh) * 2017-08-21 2018-01-05 浙江工业大学 一种基于博弈论的多微网互联运行优化方法
CN109586324A (zh) * 2018-10-19 2019-04-05 清华大学 基于双层博弈的压缩空气储能电站容量配置方法及装置
WO2019073183A1 (fr) * 2017-10-12 2019-04-18 Evolution Energie Système de contrôle et de pilotage d'équipements énergétiques distribués

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