[发明专利]一种基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能源管理策略

说明书

本发明提出一种基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能源管理策略，综合考虑多能源，光伏发电波动等，为微电网制定高效的能量管理策略，以提高系统的能源利用率，同时进一步保护蓄电池。采用的技术方案包括两个步骤：第一步：光伏发电能力预测。先基于光照强度构建特征工程，采用RNN‑LSTM进行光照强度预测，再进一步集合光伏模型，预测光伏发电能力。第二步：设计结合光伏发电能力预测和博弈论算法的能量管理策略。根据微电网的多能源装置建立多代理人模型，定义各代理人的效用方程以及状态条件；然后采用结合光伏发电能力预测的非合作博弈论算法来优化系统能量管理策略，提高系统效率。

技术领域

本发明提供一种基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能源管 理策略，属于电网能源管理技术领域。

背景技术

由于能源危机和全球变暖，含有可再生能源的微电网被认为是一种 缓解环境污染问题的解决方案。因此，有很多学者专门研究含有光伏、 风力涡轮机、蓄电池和超级电容的微电网。然而，由于存在多种不同的 能源、天气状况波动和需求波动等，需要为微电网设计一种能源管理策 略。因此综合考虑多能源，光伏发电波动等，设计出合理高效的能源管理策略，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提出一种基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能源管 理策略，综合考虑多能源，光伏发电波动等，为微电网制定高效的能量 管理策略，以提高系统的能源利用率，同时进一步保护蓄电池。采用的 技术方案包括两个步骤：第一步：光伏发电能力预测。先基于光照强度 构建特征工程，采用RNN-LSTM进行光照强度预测，再进一步集合光 伏模型，预测光伏发电能力。第二步：设计结合光伏发电能力预测和博 弈论算法的能量管理策略。根据微电网的多能源装置建立多代理人模 型，定义各代理人的效用方程以及状态条件；然后采用结合光伏发电能 力预测的非合作博弈论算法来优化系统能量管理策略，提高系统效率。

本发明提出一种基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能源管 理策略。采用的技术方案包括两个步骤：第一步：光伏发电能力预测。 第二步：设计结合光伏发电能力预测和博弈论算法的能量管理策略。

通过以下步骤来实现基于光伏发电能力预测和博弈论的分布式能 源管理策略：

1)光伏发电能力预测：光伏发电能力预测是一个动态非线性问题， 因此我们很难用函数来表示。这里我们采用神经网络模型来预测光照强 度。先基于光照强度构建特征工程，采用RNN-LSTM进行光照强度预 测，再进一步结合光伏模型，预测光伏发电能力。我们使用历史光照强 度曲线作为数据集并将其看作时间序列预测问题。因循环神经网络 RNN-LSTM结构可以避免时间序列的长期依赖问题，故采用 RNN-LSTM预测光照强度，再进一步结合光伏模型，预测光伏发电能 力。该模型的输入是历史的光照强度和光照强度之差，输出是预测的光 照强度。该附图的预测模型的输入输出关系可表达为：

Irr^k+1＝f_NN(Irr^k-h+1，...，Irr^k；a^k-h+1，...，a^k)

a^k＝Irr^k+1-Irr^k

其中Irr是光照强度，α是光照强度之差。

2)设计结合光伏发电能力预测和博弈论算法的分布式能量管理策 略：根据微电网的多能源装置建立多代理人模型，定义各代理人的效用 方程以及状态条件；然后采用结合光伏发电能力预测的非合作博弈论算 法来优化系统能量管理策略，提高系统效率；

所述步骤1)中：构建特征工程

先基于光照强度曲线构建特征工程，提取出光照强度之差a^k信息， 再采用RNN-LSTM进行光照强度的预测，再进一步结合光伏模型进行 光伏发电能力预测。