[發明專利]一種基于博弈論的光儲接入條件下的電網規劃方法

在審

• 申請號: 202010015933.3
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN112053253A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 陳興良;李海燕;余秋霞;樸哲勇;浦全軍;舒大光;宋磊;劉海超;閆星宇;王春建
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司;北京華電天達科技有限責任公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q30/02;G06Q10/00;G06Q40/04;G06Q10/06;G06N5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于博弈論的光儲接入條件下的電網規劃方法，包括下述步驟：

步驟S1：配置原始數據和相關信息參數，包括光伏機組的出力特性數據、負荷管理信息、電價相關情況、發電機組及其相關設備造價等，并將它們錄入模型。

步驟S2：分析各方的策略選擇，形成博弈策略集。電網公司網架建設方案策略集合：對每個光伏機組運行策略下的系統情況進行模擬，通過GA算法，去除顯然性價比低的網架建設方案。光伏電站和儲能設備策略集合：在合理的容量建設范圍內，將光伏機組和儲能設備的容量從零開始逐步增加至上限。

步驟S3：按照博弈理論形成博弈樹。即按光伏決策集、儲能設備決策集和網架規劃決策集排序分層排列。

步驟S4：根據步驟S1輸入的原始數據和相關信息參數，對電力系統的調度行為進行模擬仿真，計算博弈樹上每條分支線上光伏機組、儲能設備和電網公司的收益情況，并衡量其收益水平。

步驟S5：博弈樹簡化。從當前博弈樹的重點位置向前搜索，找出該博弈樹中所有的最小子博弈，計算出它的納什均衡解，然后，將子博弈的初始點位看作原博弈的終點位置，并在新的終點位置上標注達到納什均衡的三方策略選擇和收益情況，來替換掉這些子博弈；在簡化后的博弈樹上重復上述步驟，逆向推進至原博弈樹初始結。

步驟S6：判斷系統是否找到子博弈精煉納什均衡。若找到均衡，進入步驟S7；若未找到均衡，返回步驟S2。

步驟S7：輸出博弈的納什均衡解。

2.根據權利要求1所述的一種基于博弈論的光儲接入條件下的電網規劃方法，其特征在于，步驟S4中的光伏、儲能和電網三方收益表達式為：

A.光伏電站收益

光伏電站的收益F_P由其收入和各項成本費用組成，其收入包括年售電收入W_P，SEL，政府新能源補貼W_P，SUB，光伏電池報廢收入W_P，SCR；其成本包括光伏電站初期建設成本C_p，INV，運行維護成本C_p，WOM和運行考核成本C_p，ASS。我國對大規模光伏電站并網后的功率波動和預測有嚴格的考核標準，具體如下。

規定光伏電站短期和超短期功率預測月平均絕對誤差分別小于15％和10％，每超出1％按裝機容量×0.2分/MW考核，每分對應1 000元懲罰金額。

光伏電站收益函數如下式：

式中：W_P，SCR＝P_PD_P，其中P_P為光伏電站裝機容量，D_P為單位功率光伏報廢收入；C_P，INV＝P_PU_P，其中U_P為單位功率光伏造價；C_P，WOM＝P_PM_P，其中M_P為單位功率光伏年維護費用；τ為銀行利率，T_P為光伏電站壽命，為設備等值年系數。

B.儲能系統收益

與光伏電站類似，儲能系統的收益F_B也由其收入和各項成本費用組成。本文主要考慮儲能系統在電網運行中的調峰和備用服務，其收入為其所提供輔助服務的收入W_B，AUX；其成本包括從電網購電成本C_B，PUR，初期建設成本和運行維護成本C_B，WOM。本文儲能系統輔助服務收入計算如下：

式中：c_PE為單位調峰收入；c_RE為單位備用收入；時段儲能參與系統備用容量，其中時段儲能電量，時段儲能參與調峰電量。

儲能系統收益函數如下式：

式中：購電成本其中為t時段儲能從電網購買的電量，λ_B為單位電量購買價格；初期建設成本C_B，INV和運行維護成本C_B，WOM的計算與光伏電站類似，只需要將相應的變量改為儲能系統的變量，此處不再贅述。儲能系統參與輔助服務的補償費用來源于發電廠并網運行管理考核費用和發電機組調試運行期差額資金。

C.電網公司收益

電網公司的收益由其售電收入W_G，SEL，綠色證書交易收入W_G，TGC，從光伏電站年購電成本C_G，PUR，電網為接納光伏進行的網架擴建成本等組成。其中綠色證書交易收入計算如下，設電網公司可再生能源配額要求為N，綠色證書實際持有量為M，則電網公司通過可再生能源交易市場可獲收益為：

W_G，TGC＝λ_TGC(M-N) (4)

式中：W_G，TGC為綠色證書交易收益；λ_TGC為綠色證書單位電量的交易價格。

本文以1kW·h光伏電量作為單位證書面值，以一年為期限作為綠色證書結算周期。上式中，若M＜N，表示電網公司未能完成政府規定的可再生能源配額義務要求，則W_G，TGC為電網公司從其他超額完成配額義務的承擔者處購買綠色證書所花費用。

電網公司收益函數如下式：

式中：其中N_L為備選擴增線路總條數，C_k為第k條線路的平均造價，L_k為第k條備選擴增線路長度。