[发明专利]一种考虑需求侧响应的基于博弈论的主动配电网孤岛恢复方法

说明书

本发明公开了一种考虑需求侧响应的基于博弈论的主动配电网孤岛恢复方法。以实现失电负荷恢复供电最大化为目标，基于需求响应视角，利用各种分布式能源DER(distributed energy resource)对主动配电网进行协同恢复，提出了基于博弈论的主动配电网孤岛恢复策略。首先分析需求响应对配电网故障恢复的影响，建立分时电价下的需求响应模型，平抑负荷曲线的峰值；以恢复负荷量最大为目标，将不同的分布式电源(DG)作为博弈参与者，建立合作和非合作博弈恢复模型。然后给出基于合作和非合作博弈的孤岛恢复方法；最后，根据DG的利用率(Utilization Rate，UR)和负荷恢复率(restoration rate，RR)指标对孤岛范围进行微调，得到最优的恢复方案，即纳什均衡解。

技术领域

本发明涉及主动配电网故障恢复领域，具体考虑需求侧响应的基于博弈论的主动配电网孤岛恢复方法。

背景技术

主动配电网——国际大电网会议C6.11项目组于2008年提出了主动配电网(active distribution network,ADN)的概念。相比于传统配电网具有对可再生能源更大的接纳能力，更高的资产利用率，可以实现电动汽车(electric vehicle，EV)、分布式电源(distributed generation，DG)、需求侧的主动管理。主动配电网的运行及控制方式变得灵活复杂的同时，发生故障的概率也相应提升。配电网恢复重构是保障配电网可靠、高效运行的核心能力和有效手段，也是主动配电网自愈功能的主要任务。

配电网故障恢复——国内外对配电网故障恢复进行了卓有成效的研究。恢复思路主要有三大类。一是配电网整体的恢复重构；二是配电网故障重构和孤岛相结合；三是配电网通过形成多个孤岛进行故障恢复。采取何种恢复思路，需要根据分布式电源的特性、位置和故障停电区域的供电系统决定。查新课题重点研究分布式电源渗透率较高的停电区域的恢复方法，因此重点研究第三种思路。IEEE1547-2003标准鼓励计划性孤岛运行，以加快电网故障时的恢复速度，提高电网的自愈能力。目前相应的求解方法主要有：拉格朗日算法、树背包法、分支定界法、图论等。

需求侧响应(demand response，DR)——是指电力用户(包括拥有电动汽车、拥有分布式电源、拥有储能系统等的用户和普通用户)针对市场价格信号或激励机制做出响应并改变正常电力消费模式的市场参与行为。需求侧管理已经在很多个国家和地区开展多年，实践证明它可以有效调度分布式电源、储能系统、电动汽车等分布式资源并改善负荷曲线，减少某时段的用电负荷以响应电力供应，尤其是在负荷高峰时配电网发生故障，可以平抑负荷峰值，减缓恢复供电的压力，提高系统稳定性。

博弈论——工程博弈论在电力系统的应用久已有之，但是大多应用于配电网的经济调度、规划、控制等方面，应用于配电网故障恢复的少之又少。博弈论分为非合作博弈和合作博弈。博弈论包括的基本要素有：参与人、方法(战略)、收益。参与人指的是博弈中选择行动以最大化自己效用的决策主体。方法(战略)指的是参与人选择行动的规则。收益指的是参与人从博弈中获得的效用水平。博弈分析的目的就是通过博弈方法实现多决策主体的收益均衡。

发明内容

本发明目的在于提供一种考虑需求侧响应的基于博弈论的主动配电网孤岛恢复方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案，本发明所述方法步骤如下：

步骤1，分析需求响应对配电网故障恢复的影响，建立分时电价下的需求响应模型，平抑负荷曲线的峰值。

步骤2，以恢复负荷量最大为目标，将不同的分布式电源作为博弈参与者，建立合作博弈和非合作博弈恢复模型。

步骤3，给出合作和非合作博弈方法；进一步提高配电网稳定、可持续的供电能力。