[发明专利]多微电网系统协同优化调度模型与动态链接行为分析方法

权利要求书

1.多微电网系统协同优化调度模型与动态链接行为分析方法，其特征在于，包括：

步骤1)，构建多微电网系统的体系System of Systems(SoS)动态架构及采用图论描述多微电网系统动态链接行为；

步骤2)，建立SoS动态架构下计及多微电网系统动态链接行为的多微电网体系日前优化调度模型；

步骤3)，构建多微电网系统贡献度评估模型与定量分析多微电网系统动态链接行为对多微电网系统协同优化运行的影响；

步骤4)，采用交替方向乘子法与非均衡纳什议价方法实现模型求解，得到多微电网系统动态链接行为对多微电网系统优化运行影响最大与最小的调度方案；

步骤3)中构建多微电网系统贡献度评估模型，具体包括提出多微电网体系涌现能力的概念及涌现功能所体现运行成本减少量的公平分配策略：

1)多微电网体系涌现功能

多微电网体系涌现功能采用多微电网系统运行成本相比于各子微电网独立运行成本的减少进行量化，如式(19)所示：

式中：ΔC_MG为多微电网体系的涌现功能量化值，C_MG,i0与C_MG,i分别表示多微电网系统中各子微电网独立运行成本与协调运行成本；

2)涌现功能所体现运行成本减少量的公平分配策略

考虑各子微电网电量互济影响的运行成本减少量公平分配模型如式(20)

约束条件为：

ΔC_MG,i＝C_MG,i0-(C_MG,i+B_i)≥0 (21)

式中：表示子微电网i互济电量价值占多微电网系统内总互济电量价值的比例，为子微电网i互济电量价值；B_i表示子微电网i通过分配成本的减少量，B_ij表示从子微电网i转移到子微电网j的运行成本减少量，B_ji为子微电网j转移到子微电网i的运行成本减少量；式(21)约束表示各子微电网均能降低运行成本，式(23)为微电网间运行成本转移约束；式(24)中，T为调度周期，P_ij(t)为负时表示子微电网i向j输送功率，λ_ij(t)为子微电网i与j之间电量交互的清算价格；

求解涌现功能所体现运行成本减少量的公平分配模型得到各子微电网运行成本减少量的最优解为：

B_i＝C_MG,i0-C_MG,i-S_iΔC_MG (25)

经过多微电网系统运行成本减少量的公平分配后，子微电网i最终运行成本为：C_MG.i1＝C_MG,i+B_i；

多微电网系统贡献度指各子微电网运行成本减少量占总涌现功能表现的运行成本减少量的比例，它是反应各子微电网对多微电网系统涌现功能相对重要性的参数，从整个调度周期上看，其值为各子微电网在整个调度周期内获得的运行成本减少量占多微电网系统整个调度周期运行成本减少量的比例：

式中：Q_i为子微电网i的贡献度，ΔC_MG,i为子微电网i整个调度周期的运行成本的减少量，ΔC_MG为多微电网系统整个调度周期内的涌现功能体现的运行成本的减少量；

步骤3)中，针对多微电网系统动态链接行为分析，假设由于子微电网i自身运行情况要求，存在连续d个时段退出多微电网系统间电量交易，则从调度周期起点滚动设置微电网i存在d个时段退出多微电网系统，针对第m时刻退出运行，即第m次滚动优化，子微电网i在[m,m+d]时段退出多微电网系统，即求解第m次滚动优化涌现功能体现的运行成本减少量(ΔC_MG)_m及子微电网i贡献度(Q_i)_m，第m+1滚动优化重复第m次滚动优化求解过程：

式(27)中，(ΔC_MG)_max与(ΔC_MG)_min分别为前m次滚动优化求解得到多微电网系统的最大与最小涌现功能体现的运行成本减少量，第m次滚动优化后按式(27)更新(ΔC_MG)_max与(ΔC_MG)_min的值，然后依次滚动计算至T-d次滚动优化，得到的最终结果(ΔC_MG)_max与(ΔC_MG)_min表示子微电网i存在连续d个时段退出多微电网系统间电量交易时多微电网系统可以获得的最大与最小涌现功能体现的运行成本减少量，即(ΔC_MG)_max＝max((ΔC_MG)₁，…,(ΔC_MG)_T-d)与(ΔC_MG)_min＝min((ΔC_MG)₁，…,(ΔC_MG)_T-d)，其对应时段发生子微电网i退出多微电系统动态链接行为将对多微电网系统涌现功能产生最大与最小的影响；

假设子微电网i只允许连续d个时段加入多微电网系统，也可采用上述滚动优化方法分析，求解得到子微电网i加入多微电网系统动态链接行为对多微电网系统涌现功能影响最大与最小的调度时段；

当存在多个子微电网在不同时段发生动态链接行为时，按未发生动态链接行为时计算得到各子微电网的贡献度大小为顺序，采用上述动态链接行为分析方法依次确定各子微电网动态链接行为对多微电网系统涌现功能影响最大与最小的调度方案；

为分析不同子微电网在同一时段动态链接行为对多微电网系统涌现功能的影响，首先计算该时段各子微电网均加入多微电网系统，其余时段均退出多微电网系统时各子微电网贡献度，采用子微电网贡献度反映同一时段不同子微电网动态链接行为对多微电网系统涌现功能的影响；

假设由于日前多微电网系统信息交互平台要求，在[m₁,m₁+d₁]时段只允许n-b个子微电网发生电量交互，即b个子微电网在该时段退出多微电网系统，则求解各子微电网仅在[m₁,m₁+d₁]时段加入多微电网系统时的贡献度Q_i(m₁,m₁+d₁)，按各子微电网在[m₁,m₁+d₁]时段接受或输送功率将子微电网分为缺电微电网与余电微电网，如式(28)：

式(28)中，H与Y分别为缺电微电网与余电微电网集合，当[m₁,m₁+d₁]时段只允许n-b个子微电网发生电量交互，按贡献度由大到小分别由H与Y中依次选取n-b个子微电网，且满足由集合H中选取的子微电网的贡献度之和与Y中选取的子微电网贡献度之和接近时，得到的n-b个微电网在[m₁,m₁+d₁]时段处于多微电网系统中能使多微电网系统获得最大的涌现能力；选取方法中分别由H与Y集合中选取子微电网确保所选子微电网即含缺电微电网也有余电微电网；同时，选取H与Y中的子微电网贡献度之和接近确保子微电网间能进行频繁的功率交互以获更大的涌现能力。