[發明專利]一種基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能源管理策略

在審

• 申請號: 202010060509.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111353909A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張元星;張晶;許娟婷;蔣林洳;李康;李濤永;馬澄斌;仇新宇;許慶強;肖宇華;吳濤;易江騰;刁曉虹;李斌;閆華光
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04;G06N3/04;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 陳月婷

本發明提出一種基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能源管理策略，綜合考慮多能源，光伏發電波動等，為微電網制定高效的能量管理策略，以提高系統的能源利用率，同時進一步保護蓄電池。采用的技術方案包括兩個步驟：第一步：光伏發電能力預測。先基于光照強度構建特征工程，采用RNN?LSTM進行光照強度預測，再進一步集合光伏模型，預測光伏發電能力。第二步：設計結合光伏發電能力預測和博弈論算法的能量管理策略。根據微電網的多能源裝置建立多代理人模型，定義各代理人的效用方程以及狀態條件；然后采用結合光伏發電能力預測的非合作博弈論算法來優化系統能量管理策略，提高系統效率。

技術領域

本發明提供一種基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能源管 理策略，屬于電網能源管理技術領域。

背景技術

由于能源危機和全球變暖，含有可再生能源的微電網被認為是一種 緩解環境污染問題的解決方案。因此，有很多學者專門研究含有光伏、 風力渦輪機、蓄電池和超級電容的微電網。然而，由于存在多種不同的 能源、天氣狀況波動和需求波動等，需要為微電網設計一種能源管理策 略。因此綜合考慮多能源，光伏發電波動等，設計出合理高效的能源管理策略，具有十分重要的意義。

發明內容

本發明提出一種基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能源管 理策略，綜合考慮多能源，光伏發電波動等，為微電網制定高效的能量 管理策略，以提高系統的能源利用率，同時進一步保護蓄電池。采用的 技術方案包括兩個步驟：第一步：光伏發電能力預測。先基于光照強度 構建特征工程，采用RNN-LSTM進行光照強度預測，再進一步集合光 伏模型，預測光伏發電能力。第二步：設計結合光伏發電能力預測和博 弈論算法的能量管理策略。根據微電網的多能源裝置建立多代理人模 型，定義各代理人的效用方程以及狀態條件；然后采用結合光伏發電能 力預測的非合作博弈論算法來優化系統能量管理策略，提高系統效率。

本發明提出一種基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能源管 理策略。采用的技術方案包括兩個步驟：第一步：光伏發電能力預測。 第二步：設計結合光伏發電能力預測和博弈論算法的能量管理策略。

通過以下步驟來實現基于光伏發電能力預測和博弈論的分布式能 源管理策略：

1)光伏發電能力預測：光伏發電能力預測是一個動態非線性問題， 因此我們很難用函數來表示。這里我們采用神經網絡模型來預測光照強 度。先基于光照強度構建特征工程，采用RNN-LSTM進行光照強度預 測，再進一步結合光伏模型，預測光伏發電能力。我們使用歷史光照強 度曲線作為數據集并將其看作時間序列預測問題。因循環神經網絡 RNN-LSTM結構可以避免時間序列的長期依賴問題，故采用 RNN-LSTM預測光照強度，再進一步結合光伏模型，預測光伏發電能 力。該模型的輸入是歷史的光照強度和光照強度之差，輸出是預測的光 照強度。該附圖的預測模型的輸入輸出關系可表達為：

Irr^k+1＝f_NN(Irr^k-h+1，...，Irr^k；a^k-h+1，...，a^k)

a^k＝Irr^k+1-Irr^k

其中Irr是光照強度，α是光照強度之差。

2)設計結合光伏發電能力預測和博弈論算法的分布式能量管理策 略：根據微電網的多能源裝置建立多代理人模型，定義各代理人的效用 方程以及狀態條件；然后采用結合光伏發電能力預測的非合作博弈論算 法來優化系統能量管理策略，提高系統效率；

所述步驟1)中：構建特征工程

先基于光照強度曲線構建特征工程，提取出光照強度之差a^k信息， 再采用RNN-LSTM進行光照強度的預測，再進一步結合光伏模型進行 光伏發電能力預測。