[發明專利]基于負荷聚合商的住宅智能能量路由器綜合需求響應方法

在審

• 申請號: 201910354676.3
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110135028A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 駱釗;盧濤;劉興琳;王騫;劉可真;李鶴健
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 昆明潤勤同創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

1.基于負荷聚合商的住宅智能能量路由器綜合需求響應方法，其特征在于，該運行方法包括以下步驟：

步驟10)建立能源管理系統模型；

步驟20)建立住宅智能能量路由器參與日前競價的非合作博弈模型；

步驟30)建立住宅智能能量路由器參與實時調度的優化模型。

2.按照權利要求1所述的基于負荷聚合商的住宅智能能量路由器綜合需求響應方法，其特征在于，所述的步驟10)中，建立能源管理系統模型過程為：

步驟101)建立能耗模型，如式(1)-(3)所示：

約束條件為

其中為時段t中負荷i的投標金額；表示負荷i的最大投標量，因此，住宅智能能量路由器n的個體可行投標量集表示為：

其中表示在各調度T內住宅智能能量路由器n的投標量利潤，則所有住宅智能能量路由器運營商的可行能耗集表示為：

L＝L₁×L₂…×L_N 式(3)

步驟102)建立燃氣鍋爐模型，如式(4)所示：

式中為燃氣鍋爐住宅智能能量路由器n在t時段的熱輸出量；是氣體消耗率；

步驟103)建立投標價格模型，如式(5)-(7)所示：

考慮到市場價格一般與負荷需求水平呈顯著的線性關系，即

其中和為常數；Q_t為時段t的預測負荷量，由于預測負荷量Q_t與投標量L_t無關，故(6)改寫為

p_t＝a_tL^t+b_tQ_t 式(7)

式中，和只與時間t相關，式(7)表明，P_t與Q_t呈正相關，與L_t呈負相關。

3.按照權利要求1所述的基于負荷聚合商的住宅智能能量路由器綜合需求響應方法，其特征在于，所述的步驟20)中，建立住宅智能能量路由器參與日前競價的非合作博弈模型的過程為：

步驟201)建立住宅智能能量路由器的目標函數，如式(8)-(10)所示：

其中i＝1-4表示負荷I-IV；r_i是負荷的補償價格；為向用戶銷售的熱能價格；C_gas是天然氣的價格；為燃氣消耗量，計算式為：

住宅智能能量路由器運營商將以日利潤最大化式(8)為目標，在競價市場上與其他運營商展開競爭，表示為：

通過解決目標函數式(10)每一個n∈N的住宅智能能量路由器將獲得最優競價策略；

步驟202)建立非合作博弈模型，如式(11)-(12)所示：

基于目標函數(10)，非合作博弈模型表示為：

參與者：在競價市場中的所有住宅智能能量路由器運營商；

策略：投標量Ln

利潤：在所有調度期間n∈N的住宅智能能量路由器的總利潤；

其中L_-n＝[L₁,...,L_n-1,L_n+1,...,L_n]表示除n外的其他n-1住宅智能能量路由器運營商的投標策略集；

納什均衡，表示為：

式中為納什均衡；

步驟203)證明構造的非合作博弈模型的納什均衡的存在性，如式(13)-(15)所示：

定義1：用變分不等式VI(L,F)表示，找到一個向量x^*∈L，得到

引理2：上述公式博弈的納什均衡等價于由式中表示的變分不等式(VI)問題的解

其中L＝(L_n,L_-n)和F_n(L_n,L_-n)可以表示如下：

4.按照權利要求1所述的基于負荷聚合商的住宅智能能量路由器綜合需求響應方法，其特征在于，所述的步驟30)中，建立住宅智能能量路由器參與實時調度的優化模型的過程為：

步驟301)建立實時調度目標函數，如式(16)-(18)所示：

式(16)中有M＝[1,2,...,M]居民用戶愿意與集線器中的運營商n簽訂合同，是負荷I的用戶m集合，并且是集合中的任何設備，考慮住宅智能能量路由器算子主要通過控制設備的開或關狀態來實現調度，為t時段設備的運行狀態，表示處于關狀態，表示處于運行狀態，是住宅智能能量路由器n的實時調度量，為器具的功耗；Δt是時間間隔，

實時調度模型表示為：

步驟302)建立實時調度優化約束，如式(19)-(23)所示：

步驟3021)確定I類負荷(可轉移可中斷)的調度約束，如式(19)所示：

步驟3022)確定II類負荷(可轉移不可中斷)的調度約束，如式(18)所示：

式中為用戶m的家電日能耗，為器具的功耗

步驟3023)確定III類負荷(不可轉移可中斷)的調度約束，(21)-(22)所示：

式中為用戶m的設備的最短開機時間；為電器最長關斷時間，和的值由用戶的舒適度決定；

步驟3024)確定IV類負荷(替代負荷)約束，如式(23)所示：

式中為用戶m與家用電器在時間槽t內的能量需求；為設備在時間槽t內的能量輸出；為用戶提供時段t內的替代裝置能量；Su_m(t)＝1表示替代設備為用戶提供能量m。