[發明專利]一種基于納什談判的多虛擬電廠協同優化運行方案

有效

• 申請號: 201811235364.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN110135613B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 范松麗;艾芊;劉思源;方燕瓊;何奇琳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/10;G06Q50/06
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種基于納什談判的多虛擬電廠協同優化運行方案，其特征在于，包括多個虛擬電廠，所述多個虛擬電廠構成一個綜合能源合作社區，所述多個虛擬電廠之間的協調交互構建為基于納什談判的合作互動模型，所述合作互動模型的目標函數為：

式中：N為虛擬電廠的數量；為虛擬電廠i在非合作獨立運行的成本，為已知輸入參量，由虛擬電廠i獨立計算，且不包括與其他虛擬電廠的運行交易成本為虛擬電廠i與電網交易成本，為t時段虛擬電廠i的從主網購電量和向主網售電量，不隨場景變化，則為對應的單位購電費用和售電費用；為虛擬電廠i的購氣成本，為天然氣公司的售氣價格，分別為t時段場景s下虛擬電廠i內熱電聯產機組和燃氣鍋爐的天然氣耗量；用戶效用函數由兩部分構成，即用戶的用電效用減去用戶的不舒適度成本為t時段場景s下虛擬電廠i用戶的用電量和棄熱量，k_i、a_i為對應的偏好系數；對應子區域內熱電聯產機組、燃氣鍋爐、電儲能、及熱儲能設備的單位運行成本；為t時段場景s下虛擬電廠i從其他虛擬電廠處的購電量和售電量，為對應的社區交易購、售電價，為t時段虛擬電廠i從其他虛擬電廠處的購熱量和售熱量，為對應的熱能交易價格；

所述多個虛擬電廠之間的交易成本以及交易量在所述綜合能源合作社區內呈現社區平衡狀態：即任意時刻下，所有買方虛擬電廠的社區交易能量等于所有賣方虛擬電廠的社區交易能量；且所有買方虛擬電廠的社區交易成本等于所有賣方虛擬電廠的社區交易收入，如式(2)～(5)所示：

社區交易電能所述社區交易電能為正表示虛擬電廠i從所述綜合能源合作社區購買電能，所述社區交易電能為負則表示虛擬電廠i向所述綜合能源合作社區出售電能；社區交易熱能所述社區交易熱能為正表示虛擬電廠i從所述綜合能源合作社區購買熱能，所述社區交易熱能為負則表示虛擬電廠i向所述綜合能源合作社區出售熱能；式(2)和(3)可轉化為：

虛擬電廠i的社區電能交易成本虛擬電廠i的社區熱能交易成本式(4)和(5)可轉化為：

所述合作互動模型為：

subject to：虛擬電廠i內部約束,

(6):(9)

variables:

所述合作互動模型的求解采取交替方向乘子法；

假定標準優化問題的一般形式如下：

式中：x為局部變量，z為全局變量，其對應的增廣拉格朗日函數為：

式中：λ為拉格朗日乘子，ρ為懲罰因子；

所述交替方向乘子法的迭代過程表述如下：

λ^[k+1]＝λ^[k]+ρ(Ax^[k+1]+Bz^[k+1]-c) (15)

在所述迭代過程中，所述局部變量x和所述全局變量z交替求解；

引入一致性約束，作為輔助變量：

將所述各虛擬電廠的社區交互變量從式(6)：(9)中解耦分離；

所述合作互動模型進一步轉化為：

subject to：

虛擬電廠i內部約束,

(6):(9)

variables:

將所述目標函數轉化為最小化形式，即：

subjectto：

虛擬電廠i內部約束,

(6):(9)

variables:

式(21)中，變量對應所述標準優化問題(式11)的局部變量x，變量對應所述標準優化問題(式11)中的全局變量z；

在耦合約束條件下，所述標準優化問題(式11)中Ax+Bz＝c對應的A＝1，B＝-1，c＝0；式(21)所對應的增廣拉格朗日函數為：

式中：為拉格朗日乘子，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄為懲罰因子，分別對應所述一致性約束(16)～(19)；

基于交替方向乘子法原理，式(22)可進一步分解為兩層子問題：下層對應所述各虛擬電廠的自身優化問題；上層對應所述綜合能源合作社區的協調層，對于所述各虛擬電廠的社區交易變量的協同更新；

所述各虛擬電廠的自身優化子問題表述如下：

subject to：各虛擬電廠約束

variables:

所述協調層的子問題具體如下：

subject to：

variables: