[發(fā)明專利]基于博弈論的微網(wǎng)負(fù)荷控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310378382.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103500361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晶;王宗禮;陳強(qiáng);陳俊宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;袁木棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明項(xiàng)目涉及一種微網(wǎng)負(fù)荷控制方法，特別是一種基于博弈理論的控制方法。?

背景技術(shù)

微網(wǎng)的產(chǎn)生，一方面，提高了可再生能源的利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，環(huán)境友好型社會(huì)起到積極作用；另一方面，提高了主網(wǎng)的可靠性和安全性，進(jìn)一步擴(kuò)大了電力網(wǎng)的覆蓋面積，大大改善了生活和生產(chǎn)環(huán)境。微電網(wǎng)負(fù)荷控制及優(yōu)化分配作為體現(xiàn)微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的重要方面，逐漸引起人們的關(guān)注。隨著微網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，工業(yè)用電也在逐漸改變其購(gòu)電模式，從傳統(tǒng)的主網(wǎng)購(gòu)電轉(zhuǎn)為向更為經(jīng)濟(jì)的微網(wǎng)購(gòu)電，然而，微網(wǎng)規(guī)模有限，微電源投資成本過(guò)大，工廠作為追求利潤(rùn)收益的市場(chǎng)主體，勢(shì)必存在競(jìng)爭(zhēng)用電的局面。工業(yè)負(fù)荷雖占用戶總數(shù)很小的比例，卻構(gòu)成了大部分的用電負(fù)荷，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響則顯得尤為重要。因此，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)負(fù)荷的合理控制與管理，則是目前工業(yè)用電關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，目前所用一些經(jīng)濟(jì)優(yōu)化算法，如粒子群算法、遺傳算法及混沌算法等都存在某些不足之處?；煦缢惴ɡ眉訖?quán)方法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，存在權(quán)重系數(shù)難以確定，對(duì)系統(tǒng)結(jié)果影響過(guò)大的問(wèn)題；粒子群算法和遺傳算法等雖能提高尋優(yōu)速度，但依然難以保證所得解的全局收斂性。博弈理論作為一類先進(jìn)的數(shù)學(xué)工具，旨在解決不同主體之間的相互競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，所得納什均衡解是博弈方相互的最優(yōu)反應(yīng)，根據(jù)不同合作程度權(quán)重系數(shù)，確定各工廠的最佳用電量，從而達(dá)到指導(dǎo)微網(wǎng)合理安排微電源出力的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、增加社會(huì)效益。目前，微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行主要針對(duì)微電源的容量及出力進(jìn)行優(yōu)化，很少涉及微網(wǎng)內(nèi)用電負(fù)荷的合理控制和管理。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有微網(wǎng)容量有限、投資成本過(guò)大、系統(tǒng)內(nèi)工廠用電競(jìng)爭(zhēng)激烈的問(wèn)題，提出一種基于博弈理論的微網(wǎng)負(fù)荷控制方法，通過(guò)分析非合作博弈和合?作博弈下各工廠的用電量和收益，達(dá)到指導(dǎo)微網(wǎng)出力和工廠合理用電的目的。?

基于博弈論的微網(wǎng)負(fù)荷控制方法，包括以下步驟：?

步驟1、確定博弈理論的基本思想及構(gòu)造收益函數(shù)；?

步驟2、搭建微網(wǎng)模型，確定微網(wǎng)內(nèi)各博弈要素的明確定義；?

步驟3、建立微網(wǎng)內(nèi)各工廠參與博弈的收益函數(shù)及求解算法；?

步驟4、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)博弈論在微網(wǎng)負(fù)荷控制中的實(shí)現(xiàn)。?

進(jìn)一步，步驟(1)中確定博弈論基本思想及構(gòu)造收益函數(shù)步驟如下：?

1-1）、明確博弈論的基本概念及納什均衡解的定義；?

1-2)、明確博弈的主要分類及不同類別博弈的主要區(qū)別；?

1-3）、根據(jù)不同類別的博弈構(gòu)造相應(yīng)的收益函數(shù)，其中，非合作博弈只考慮自身收益，合作博弈中包含自身及整體收益，并因合作程度不同，收益函數(shù)也相應(yīng)不同；?

進(jìn)一步，步驟(2)可有以下幾個(gè)步驟組成：?

2-1）、搭建微網(wǎng)模型，選擇太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池作為主要微電源，并包含蓄電池組，起到平抑系統(tǒng)功率波動(dòng)的功能；選取三種不同工廠作為系統(tǒng)用電負(fù)荷；?

2-2）、博弈要素分析：本發(fā)明中將工廠視為博弈參與者，用電量為博弈策略，工廠利潤(rùn)為相應(yīng)的收益，均衡策略則為系統(tǒng)博弈后所得到的最優(yōu)用電量；?

進(jìn)一步，步驟(2)中建立微網(wǎng)內(nèi)各工廠參與博弈的收益函數(shù)及設(shè)計(jì)求解算法可有以下幾個(gè)步驟組成：?

3-1）、確定各工廠的收益函數(shù)；?

進(jìn)一步，對(duì)于步驟（3-1），確定步驟如下：?

A1）、設(shè)計(jì)工廠的收入函數(shù)，其收入主要為產(chǎn)品銷售；?

A2）、設(shè)計(jì)工廠支付電費(fèi)的函數(shù)，電費(fèi)采用國(guó)家規(guī)定的兩部制電價(jià)進(jìn)行計(jì)算；?

A3）、設(shè)計(jì)工廠維護(hù)費(fèi)用函數(shù)，包括維護(hù)備件費(fèi)用、人工費(fèi)用、維護(hù)的油料及輔助費(fèi)用；?

A4）、設(shè)計(jì)工廠生產(chǎn)材料費(fèi)用。?

3-2）、設(shè)計(jì)博弈問(wèn)題的求解算法。?

進(jìn)一步，對(duì)于步驟(3-2)，求解算法步驟如下：?

B1）、在各博弈策略空間內(nèi)隨機(jī)生成初始可行策略s₀={s₁₀,s₂₀,…s_m0}；?

B2）、記s_i-1為除博弈者i以外其他博弈方的策略集合。任意第i個(gè)(i=1,2,…,n)博弈者，以該博弈者的收益u_i為目標(biāo)，固定s_i-1不變，在屬于該博弈方的策略空間S_i內(nèi)進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化，求最佳決策最優(yōu)化博弈者收益；?