[发明专利]基于合作博弈和一致性算法的多微网协同优化调度方法

说明书

本发明公开了基于合作博弈和一致性算法的多微网协同优化调度方法，以微网内社会福利最大化为目标，计及功率损耗和柔性负荷等因素，以微网安全运行为约束建立微网的实时交易电价模型，同时考虑微网间的能量互济，以多微网系统的运行成本最小为目标，基于合作博弈理论建立多微网合作博弈的协同优化调度模型。最后利用等微增率一致性算法求解合作博弈模型，证明一致性变量与实时交易电价等价，并利用Shapely值法完成各微网的利益分配。本发明方法能实现微网间的能量互济，且有效地降低多微网系统的运行成本；利用一致性算法优化出实时交易电价和柔性负荷需求，同时抑制了微网内不确定性因素和预测误差对多微网系统的不利影响。

技术领域

本发明涉及电力系统调度自动化技术领域，特别涉及基于合作博弈和一致性算法的多微网系统协同优化调度方法。

背景技术

近年来，随着可再生能源发电在传统发电领域的占比逐渐增高，分布式发电技术也有效的走向了成熟。微电网技术通过将分布式电源、储能装置、负荷与保护装置等有机的组合在一起形成微电网系统，较好地解决了可再生能源发电的波动和不确定性带来的不利影响。随着微电网技术的不断发展，单个微网对可再生能源的消纳能力有限、抗扰动能力较差等缺点得到显现。为解决这一问题，多微网系统这一概念应运而生。多微网系统不仅能对系统内的微网和负荷进行管理和控制，还能最大限度的利用分布式能源。尽管多微网系统有着更可靠、更安全、更稳定的特点，但由于其系统结构的复杂性，极大地增大了系统的功率分配和经济调度的难度。因此，如何解决多微网系统内功率分配和经济调度问题成为当前的热点之一。

多微网系统实际运行时，分布式电源与微网的相互作用、微网与微网之间的相互影响等因素均可影响到多微网的经济运行。为实现多微网系统的良性运行，通过协调电力系统与电力市场的交互运行可以有效地实现微网内用户侧与供应商的双赢，从而实现微网内的社会福利最大化。而研究微网内用户侧与供应商的实时交易电价问题，不仅可以反映出微网内的实时交易情况，还为多微网系统的功率分配和经济调度提供先决条件。这对多微网系统的经济运行有着重要的实际意义。

对于含风光发电的多微网系统来说，多微网的调度往往以系统的整体经济最优为目标，以各微网的稳定运行为约束。为响应国家提出的‘绿色’、‘共享’、‘协调’等要求，产生了节能降耗、经济运行等相关概念。但由于多微网系统内各微网在多时间尺度上的供需不同，这会提高能量互济的难度，同时，多微网系统内涉及多个利益主体，互相之间的交易机制比较复杂，这会影响到多微网系统整体的经济效益。因此，如何有效地实现微网间的能量互济，设计各微网的交易机制成为当前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提出一种基于合作博弈和一致性算法的多微网协同优化调度方法，实现在抑制不确定性因素和预测误差对系统不利影响的同时降低系统整体运行的经济成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于合作博弈和一致性算法的多微网协同优化调度方法，包括以下步骤：

第一步，根据各微网的调度信息参数，建立微网的实时交易电价模型：

根据各微网内发电机组的信息参数和负荷需求，确定消费者和供应商；以微网内社会福利最大化为目标，考虑消费者和供应商不同主体的利益，基于凸优化理论，建立消费者和供应商之间的实时交易电价模型，并确定实时交易电价；

第二步，基于合作博弈理论，建立多微网合作博弈的协同优化调度模型：

考虑微网间的能量互济，以多微网系统的运行成本最小为优化目标，以各微网的安全运行为约束，建立多微网合作博弈的协同优化调度模型；

第三步，基于等微增率一致性算法求解所述多微网合作博弈的协同优化调度模型：