CN112906171B - 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台 - Google Patents

一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台 Download PDF

Info

Publication number
CN112906171B
CN112906171B CN202110136116.8A CN202110136116A CN112906171B CN 112906171 B CN112906171 B CN 112906171B CN 202110136116 A CN202110136116 A CN 202110136116A CN 112906171 B CN112906171 B CN 112906171B
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
microgrid
layer
representatives
optimization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110136116.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112906171A (zh
Inventor
陈思捷
沈泽宇
张玲
严正
胡经纬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN202110136116.8A priority Critical patent/CN112906171B/zh
Publication of CN112906171A publication Critical patent/CN112906171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112906171B publication Critical patent/CN112906171B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/64—Protecting data integrity, e.g. using checksums, certificates or signatures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/14—Pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Bioethics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

本发明涉及综合能源系统调度技术领域，提供了一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台。基于分解协调算法，综合能源系统优化问题可被分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题。经过初始化后，微网根据当前系统内的拉格朗日乘子计算自身最优能源供需量并广播给代表，代表关于每个微网供需量达成共识后计算新的拉格朗日乘子并广播给微网，如上反复迭代直至能源价格收敛，则求得原优化问题最优解。本发明能解决无领导中心下参与综合能源系统协同优化的各主体间无法建立信任的问题，提出的可信协同优化技术具有高安全性、高容错性与强一致性特性，设计并实现的仿真平台具有可测试性、高可靠性、模块可插拔的高扩展性的优点。

Description

一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台
技术领域
本发明涉及综合能源系统调度的技术领域，尤其涉及无领导中心的场景下基于区块链的综合能源系统可信协同优化技术领域。具体为一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台。
背景技术
在不存在一个领导中心的场景下，综合能源系统的系统优化需要基于分布式优化算法。然而，现有研究均集中于数学角度求出最优解，而忽略了可能存在某些参与者不遵守分布式优化算法流程的情况。上述中的作恶参与者可通过发布虚假数据，使最终结果并非系统全局最优解，继而使自身获得超额经济利益。而区块链作为一个多方共同维护的采用块链式数据结构的数据库，具有链上数据公开透明、不可篡改等特性，在支持无中心的多主体间实现可信协作方面具有独特优势。其中，共识算法作为区块链的核心组件，是实现多主体关于链上数据达成一致的关键，可为综合能源交易中的主体间相互缺乏信任的问题提供解决思路。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台，通过在传统分解协调算法中引入多个由微网选举产生的协调者(下称代表)，并增加代表间关于微网所发数据的共识环节，令所有诚实代表能检测出发送作恶数据的微网身份并一致拉黑之。同时，基于诚实代表多数假设，微网可避免遭受作恶代表发送错误协调信息的攻击。本发明解决了无领导中心下参与综合能源系统协同优化的各主体间无法建立信任的问题，提出了一套具有高安全性、高容错性与强一致性特性的可信协同优化技术，其对应的基于python语言的仿真平台可用于展示该技术在实际应用中的详细过程。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种综合能源系统可信协同优化方法，包括以下步骤：
S1：基于分解协调算法，将综合能源系统的优化问题分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题，并对所有的所述微网和所述代表进行初始化；
S2：所述微网获取当前迭代周期的拉格朗日乘子，根据所述拉格朗日乘子计算自身的能源供需量并广播给所有的所述代表；
S3：所述代表通过共识算法对每个所述微网的所述能源供需量进行共识，并达成一致；
S4：拉黑检测出作恶的所述微网，所述代表根据所有的诚实的所述微网的所述能源供需量计算新的所述拉格朗日乘子；
S5：判断所述拉格朗日乘子是否收敛，若收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并结束步骤；若不收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并跳转到步骤S2，进入下一个迭代周期。
进一步地，在步骤S1中，将综合能源系统的优化问题分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题，还包括：
所述综合能源系统的优化问题，具体为：目标为所述综合能源系统的总运行成本最低，约束包括考虑外部能源输入的系统能源供给平衡等式约束，系统内设备运行特性等式约束，系统内设备输入输出上下限不等式约束；
所述微网的下层子优化问题，具体为：对所述综合能源系统的优化问题拉格朗日松弛后，若所述代表给定当前的所述拉格朗日乘子，按照系统内设备所属的所述微网划分，将原问题分解为多个所述微网可各自求解的内部子优化问题，其中，所述拉格朗日乘子的物理意义为系统内部的能源价格；
所述代表的上层协调问题，具体为：所述代表基于所有的所述微网提交的所述能源供需量的不平衡，更新下一次迭代所需的所述拉格朗日乘子。
进一步地，在步骤S1中，所述初始化，具体为：
所有的所述微网和所述代表统一设定所述综合能源系统内的初始的所述拉格朗日乘子，包括电、热、冷、气四种能源的价格；所有的所述微网初始化用以保存来自所述代表的所述拉格朗日乘子的乘子表；所有的所述代表初始化用以保存来自所述微网的所述能源供需量的供需表，以及用以保存被检测出恶意行为的微网的黑名单。
进一步地，在步骤S3中，所述代表通过共识算法对每个所述微网的所述能源供需量进行共识，并达成一致，具体为：
诚实的所述代表关于每个所述微网的所述能源供需量达成共识，每个诚实的所述代表均需要运行一套预先设计的共识算法，当该算法运行完毕后，所有的诚实的所述代表关于每个所述微网发出的供需量达成一致。
一种用于执行如上述的综合能源系统可信协同优化方法的仿真平台，包括：
所述仿真平台采用多节点互联网的网络系统作为基础架构；
其中，每个节点内部包括配置文件、场景层、异/同步适配器、管道管理层、节点认证层、节点管理层、通讯接入与解码层在内的模块，根据节点工作流程模块间相互调用，共同实现可信协同优化方法中对包括消息的签名、验签、计算、拉黑在内的操作。
所述配置文件，具体为：提供给每个节点存储用于参与协同优化的参数，其中，所述参与协同优化的参数具体包括：包括通讯协议版本、节点I P地址与端口号在内的通讯层参数，包括本节点的公私钥、其他所有节点的公钥在内的密钥参数，包括是否是所述微网或所述代表在内身份参数；
所述场景层，具体为：每个节点实现用于处理若干个微网的下层子优化问题、代表的上层协调问题的函数逻辑及相关数据结构，包括微网需实现的求解最优供需量函数、检查是否终止函数与代表需实现的求解乘子函数和检查是否终止函数，以及所述微网需保存的n×D×4尺寸的乘子表，所述代表需保存的n×M×4尺寸的供需表与M尺寸的黑名单数组，其中，n为迭代周期，D为所述代表的总数，M为所述微网的总数。
所述异/同步适配器，具体为：实现采用同步编程模式的所述场景层和采用异步编程模式的其他模块间的通信与相互调用的设计模式与模块，将场景层包装到一个异步任务中，使其基于同步模式开发，基于异步模式运行，从而实现仿真平台内多模块的互联协作；
所述管道管理层，具体为：管理多模块相互通信时所用到的共享内存空间的模块，设计每个节点拥有一个用于存储待外发数据的外发管道和一个用于存储已接收待处理数据的接收管道，二者的管理分别对应着管道管理层模块中的外发管道管理函数和接收管道管理函数。
所述节点认证层，具体为：每个节点实现用于对消息签名、验签功能的函数，包括基于RSA算法和SHA256哈希算法的签名函数和验证签名函数；
所述节点管理层，具体为：每个节点实现用于管理保存作恶微网黑名单的函数，包括拉黑目标微网的加入黑名单函数和查询黑名单函数；
所述通讯接入与解码层，具体为：每个节点实现通信协议、链路管理和数据包解码及验证功能对应的算法、函数及相关参数，包括通讯数据包格式定义、业务数据包格式定义、链路管理函数、节点互联算法。
一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述的方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如上述的方法被执行。
与现有技术相比，本发明包括以下至少一种有益效果是：
本发明通过在处理综合能源系统优化问题的分解协调算法中引入多个由微网选举出的代表作为协调者，并增加代表间关于微网所发能源供需量的共识环节，以解决各主体间互不信任及可能出现主体作恶的问题；提出了代表间的共识算法，实现其关于微网所发能源供需量达成一致；设计并实现了技术对应的仿真平台，展示该技术在实际应用中的详细过程。本发明可用于无领导中心的综合能源系统优化场景中，提出的可信协同优化技术具有高安全性、高容错性与强一致性的优点，设计并实现的仿真平台具有可测试性、高可靠性、模块可插拔的高扩展性的优点。
附图说明
图1为本发明提出的可信协同优化方法的运行流程图；
图2为本发明共识算法的流程图；
图3为本发明更新拉格朗日乘子的算法流程图；
图4为本发明明实现的可信协同优化方法对应的仿真平台中单个节点的内部架构。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
第一实施例
如图1所示，本实施例提供了一种综合能源系统可信协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基于分解协调算法，将综合能源系统的优化问题分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题，并对所有的所述微网和所述代表进行初始化。
所述综合能源系统的优化问题，具体为：目标为所述综合能源系统的总运行成本最低，约束包括考虑外部能源输入的系统能源供给平衡等式约束，系统内设备运行特性等式约束，系统内设备输入输出上下限不等式约束；
所述微网的下层子优化问题，具体为：对所述综合能源系统的优化问题拉格朗日松弛后，若所述代表给定当前的所述拉格朗日乘子，按照系统内设备所属的所述微网划分，将原问题分解为多个所述微网可各自求解的内部子优化问题，其中，所述拉格朗日乘子的物理意义为系统内部的能源价格；
所述代表的上层协调问题，具体为：所述代表基于所有的所述微网提交的所述能源供需量的不平衡，更新下一次迭代所需的所述拉格朗日乘子。
所述初始化，具体为：所有的所述微网和所述代表统一设定所述综合能源系统内的初始的所述拉格朗日乘子，包括电、热、冷、气四种能源的价格；所有的所述微网初始化用以保存来自所述代表的所述拉格朗日乘子的乘子表；所有的所述代表初始化用以保存来自所述微网的所述能源供需量的供需表，以及用以保存被检测出恶意行为的微网的黑名单。
S2：所述微网获取当前迭代周期的拉格朗日乘子，根据所述拉格朗日乘子计算自身的能源供需量并广播给所有的所述代表。
S3：所述代表通过共识算法对每个所述微网的所述能源供需量进行共识，并达成一致。
具体地，诚实的所述代表关于每个所述微网的所述能源供需量达成共识，每个诚实的所述代表均需要运行一套预先设计的共识算法，当该算法运行完毕后，所有的诚实的所述代表关于每个所述微网发出的供需量达成一致。
其中，采用的共识算法的流程，举例图2所示,demandm为微网m的供需量，＜demandm＞m为带有m签名的包含其供需量的消息，＜demandm＞m,d1,....dk为带有m、代表d1,…dk签名的包含m供需量的消息，D为代表总数，t为本算法当前运行时间，Tc为单条消息从发送到被接收所需的设定时长，T微网为微网更新供需量阶段的设定时长，T代表共识为本算法的设定时长。
S4：拉黑检测出作恶的所述微网，所述代表根据所有的诚实的所述微网的所述能源供需量计算新的所述拉格朗日乘子。其中，计算新的所述拉格朗日乘子的流程如图3所示。
S5：判断所述拉格朗日乘子是否收敛，若收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并结束步骤；若不收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并跳转到步骤S2，进入下一个迭代周期。
第二实施例
如图4所示，本实施例提供了一种用于执行第一实施例中的综合能源系统可信协同优化方法的仿真平台，包括：
所述仿真平台采用多节点互联网的网络系统作为基础架构；
其中，每个节点内部包括配置文件、场景层、异/同步适配器、管道管理层、节点认证层、节点管理层、通讯接入与解码层在内的模块，根据节点工作流程模块间相互调用，共同实现可信协同优化方法中对包括消息的签名、验签、计算、拉黑在内的操作。
所述配置文件，具体为：提供给每个节点存储用于参与协同优化的参数，其中，所述参与协同优化的参数具体包括：包括通讯协议版本、节点I P地址与端口号在内的通讯层参数，包括本节点的公私钥、其他所有节点的公钥在内的密钥参数，包括是否是所述微网或所述代表在内身份参数；
所述场景层，具体为：每个节点实现用于处理若干个微网的下层子优化问题、代表的上层协调问题的函数逻辑及相关数据结构，包括微网需实现的求解最优供需量函数、检查是否终止函数与代表需实现的求解乘子函数和检查是否终止函数，以及所述微网需保存的n×D×4尺寸的乘子表，所述代表需保存的n×M×4尺寸的供需表与M尺寸的黑名单数组，其中，n为迭代周期，D为所述代表的总数，M为所述微网的总数。
所述异/同步适配器，具体为：实现采用同步编程模式的所述场景层和采用异步编程模式的其他模块间的通信与相互调用的设计模式与模块，将场景层包装到一个异步任务中，使其基于同步模式开发，基于异步模式运行，从而实现仿真平台内多模块的互联协作；
所述管道管理层，具体为：管理多模块相互通信时所用到的共享内存空间的模块，设计每个节点拥有一个用于存储待外发数据的外发管道和一个用于存储已接收待处理数据的接收管道，二者的管理分别对应着管道管理层模块中的外发管道管理函数和接收管道管理函数。
所述节点认证层，具体为：每个节点实现用于对消息签名、验签功能的函数，包括基于RSA算法和SHA256哈希算法的签名函数和验证签名函数；
所述节点管理层，具体为：每个节点实现用于管理保存作恶微网黑名单的函数，包括拉黑目标微网的加入黑名单函数和查询黑名单函数；
所述通讯接入与解码层，具体为：每个节点实现通信协议、链路管理和数据包解码及验证功能对应的算法、函数及相关参数，包括通讯数据包格式定义、业务数据包格式定义、链路管理函数、节点互联算法。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机代码，当计算机代码被执行时，如上述方法被执行。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个功能或步骤的电路。如本说明书实施例所示实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Net work Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子系统执行时，使得所述电子系统执行实施例一所述的方法。在此不再赘述。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

Claims (6)

1.一种用于执行综合能源系统可信协同优化方法的仿真平台，其特征在于，包括：
所述仿真平台采用多节点互联网的网络系统作为基础架构；
其中，每个节点内部包括配置文件、场景层、异/同步适配器、管道管理层、节点认证层、节点管理层、通讯接入与解码层在内的模块，根据节点工作流程模块间相互调用，共同实现可信协同优化方法中对包括消息的签名、验签、计算、拉黑在内的操作；
其中，所述综合能源系统可信协同优化方法，包括以下步骤：
S1：基于分解协调算法，将综合能源系统的优化问题分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题，并对所有的所述微网和所述代表进行初始化；
S2：所述微网获取当前迭代周期的拉格朗日乘子，根据所述拉格朗日乘子计算自身的能源供需量并广播给所有的所述代表；
S3：所述代表通过共识算法对每个所述微网的所述能源供需量进行共识，并达成一致；
S4：拉黑检测出作恶的所述微网，所述代表根据所有的诚实的所述微网的所述能源供需量计算新的所述拉格朗日乘子；
S5：判断所述拉格朗日乘子是否收敛，若收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并结束步骤；若不收敛，向所述微网广播所述拉格朗日乘子，并跳转到步骤S2，进入下一个迭代周期；在步骤S1中，将综合能源系统的优化问题分解为若干个微网的下层子优化问题与代表的上层协调问题，还包括：
所述综合能源系统的优化问题，具体为：目标为所述综合能源系统的总运行成本最低，约束包括考虑外部能源输入的系统能源供给平衡等式约束，系统内设备运行特性等式约束，系统内设备输入输出上下限不等式约束；
所述微网的下层子优化问题，具体为：对所述综合能源系统的优化问题拉格朗日松弛后，若所述代表给定当前的所述拉格朗日乘子，按照系统内设备所属的所述微网划分，将原问题分解为多个所述微网可各自求解的内部子优化问题，其中，所述拉格朗日乘子的物理意义为系统内部的能源价格；
所述代表的上层协调问题，具体为：所述代表基于所有的所述微网提交的所述能源供需量的不平衡，更新下一次迭代所需的所述拉格朗日乘子；在步骤S1中，所述初始化，具体为：
所有的所述微网和所述代表统一设定所述综合能源系统内的初始的所述拉格朗日乘子，包括电、热、冷、气四种能源的价格；所有的所述微网初始化用以保存来自所述代表的所述拉格朗日乘子的乘子表；所有的所述代表初始化用以保存来自所述微网的所述能源供需量的供需表，以及用以保存被检测出恶意行为的微网的黑名单；在步骤S3中，所述代表通过共识算法对每个所述微网的所述能源供需量进行共识，并达成一致，具体为：
诚实的所述代表关于每个所述微网的所述能源供需量达成共识，每个诚实的所述代表均需要运行一套预先设计的共识算法，当该算法运行完毕后，所有的诚实的所述代表关于每个所述微网发出的供需量达成一致。
2.根据权利要求1所述的仿真平台，其特征在于，还包括：
所述配置文件，具体为：提供给每个节点存储用于参与协同优化的参数，其中，所述参与协同优化的参数具体包括：包括通讯协议版本、节点IP地址与端口号在内的通讯层参数，包括本节点的公私钥、其他所有节点的公钥在内的密钥参数，包括是否是所述微网或所述代表在内身份参数；
所述场景层，具体为：每个节点实现用于处理若干个微网的下层子优化问题、代表的上层协调问题的函数逻辑及相关数据结构，包括微网需实现的求解最优供需量函数、检查是否终止函数与代表需实现的求解乘子函数和检查是否终止函数，以及所述微网需保存的n×D×4尺寸的乘子表，所述代表需保存的n×M×4尺寸的供需表与M尺寸的黑名单数组，其中，n为迭代周期，D为所述代表的总数，M为所述微网的总数。
3.根据权利要求1所述的仿真平台，其特征在于，还包括：
所述异/同步适配器，具体为：实现采用同步编程模式的所述场景层和采用异步编程模式的其他模块间的通信与相互调用的设计模式与模块，将场景层包装到一个异步任务中，使其基于同步模式开发，基于异步模式运行，从而实现仿真平台内多模块的互联协作；
所述管道管理层，具体为：管理多模块相互通信时所用到的共享内存空间的模块，设计每个节点拥有一个用于存储待外发数据的外发管道和一个用于存储已接收待处理数据的接收管道，二者的管理分别对应着管道管理层模块中的外发管道管理函数和接收管道管理函数。
4.根据权利要求1所述的仿真平台，其特征在于，还包括：
所述节点认证层，具体为：每个节点实现用于对消息签名、验签功能的函数，包括基于RSA算法和SHA256哈希算法的签名函数和验证签名函数；
所述节点管理层，具体为：每个节点实现用于管理保存作恶微网黑名单的函数，包括拉黑目标微网的加入黑名单函数和查询黑名单函数；
所述通讯接入与解码层，具体为：每个节点实现通信协议、链路管理和数据包解码及验证功能对应的算法、函数及相关参数，包括通讯数据包格式定义、业务数据包格式定义、链路管理函数、节点互联算法。
5.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行且根据权利要求1所述的仿真平台实现。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，根据权利要求1所述的仿真平台执行。
CN202110136116.8A 2021-02-01 2021-02-01 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台 Active CN112906171B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110136116.8A CN112906171B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110136116.8A CN112906171B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112906171A CN112906171A (zh) 2021-06-04
CN112906171B true CN112906171B (zh) 2022-07-08

Family

ID=76120862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110136116.8A Active CN112906171B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112906171B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105869075A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 东南大学 一种冷热电联供型微型能源网经济优化调度方法
CN109102120A (zh) * 2018-08-14 2018-12-28 上海交通大学 复杂场景下基于区块链的能源系统优化方法
CN109524962A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 贵州电网有限责任公司 一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法
CN109583664A (zh) * 2018-12-21 2019-04-05 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种含新能源发电的跨区电网机组组合分散协调优化策略
CN109803009A (zh) * 2019-01-11 2019-05-24 深圳万骍能源有限公司 基于区块链的分布式调度方法和系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110046750B (zh) * 2019-03-25 2022-04-05 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 一种能源互联网协同优化运行方法
CN112288283A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 国网福建省电力有限公司厦门供电公司 多区互联的微网系统分散协调调度方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105869075A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 东南大学 一种冷热电联供型微型能源网经济优化调度方法
CN109102120A (zh) * 2018-08-14 2018-12-28 上海交通大学 复杂场景下基于区块链的能源系统优化方法
CN109524962A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 贵州电网有限责任公司 一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法
CN109583664A (zh) * 2018-12-21 2019-04-05 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种含新能源发电的跨区电网机组组合分散协调优化策略
CN109803009A (zh) * 2019-01-11 2019-05-24 深圳万骍能源有限公司 基于区块链的分布式调度方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于区块链共识机制的多区域最优潮流分布式算法;张玲等;《中国电机工程学报》;20201020;第40卷(第20期);第0-2节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112906171A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102566892B1 (ko) 블록체인 합의 방법, 디바이스 및 시스템
Bhat et al. Edge computing and its convergence with blockchain in 5G and beyond: Security, challenges, and opportunities
WO2020124317A1 (en) Multi-access edge computing node with distributed ledger
CN111008840B (zh) 一种业务处理系统、业务处理的方法、装置及设备
JP7329540B2 (ja) 準安定ビザンチン合意
CN108765159B (zh) 一种基于区块链的上链与状态处理方法、装置及互联系统
CN109726025A (zh) 一种基于api网关的api接口访问方法
Shen et al. Blockchain for transparent data management toward 6G
JP2024505692A (ja) ブロックチェーンネットワークに基づくデータ処理方法、装置及びコンピュータ機器
CN111753335A (zh) 区块内容的编辑方法及装置
Fan et al. SBBS: A secure blockchain-based scheme for IoT data credibility in fog environment
Alizadeh et al. Efficient decentralized data storage based on public blockchain and IPFS
CN111767144A (zh) 交易数据的交易路由确定方法、装置、设备及系统
Garcia Bringas et al. BlockChain platforms in financial services: current perspective
Chauhan et al. A systematic review of blockchain technology to find current scalability issues and solutions
CN117251889B (zh) 区块链共识方法、相关装置和介质
Abubakar et al. A survey on the integration of blockchain and IoT: challenges and opportunities
US11736299B2 (en) Data access control for edge devices using a cryptographic hash
CN112906171B (zh) 一种综合能源系统可信协同优化方法及仿真平台
Järvinen et al. Faster privacy‐preserving location proximity schemes for circles and polygons
CN112291321A (zh) 业务处理方法、装置及系统
Ramkumar et al. A survey on different consensus mechanisms for the blockchain technology
Shukla et al. Systematization of knowledge on scalability aspect of blockchain systems
CN112416488B (zh) 一种用户画像实现的方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质
CN114567678A (zh) 一种云安全服务的资源调用方法、装置及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant