[發明專利]基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法

在審

• 申請號: 202010843912.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112070281A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 程杉;汪業喬;倪凱旋;趙子凱;王瑞
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法，預測微電網出力，初始化內部電價；調用Gurobi軟件得到CSSIS的最優充、放電計劃，并反饋給上層微電網；判斷上層目標函數、子代相應的上層目標函數大小，得到的Stackelberg博弈均衡解，作為納什議價博弈的初始分歧點。初始化上層微電網與CSSIS的交易電能，迭代的拉格朗日乘子和罰系數；對上層微電網進行優化，CSSIS收到上層微電網發送過來的數據進行優化，更新拉格朗日乘子，計算殘差，判斷是否滿足收斂條件。本發明一種基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法，相比非合作博弈模型，不僅能進一步提升各博弈參與方收益，實現互利共贏，而且還能更合理調度系統內資源，實現系統社會福利最優。

技術領域

本發明涉及微網運行優化技術領域，特別涉及一種基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法。

背景技術

將電動汽車充換電站(BCSS)中退役下來的電池作為儲能電池，實現電池的梯次利用，構建充換儲一體化電站(CSSIS)，不僅可以滿足不同用戶的需求，而且還能充分利用電池的剩余價值。微電網運行方式靈活，可將多種資源整合到一起。充換儲一體化電站與微電網可以形成優勢互補，將兩者結合組成一體化電站微電網(ISMG)是未來發展的一個趨勢。

目前，針對含換電站或CSSIS的微電網經濟運行已有大量研究，但相關研究中建立的微電網經濟調度雙層優化模型求解時間較長，且涉及到不同利益體之間生產策略與價格制定時，為使博弈參與者能夠獨立且經濟有效地做出決策，通常采用非合作博弈的方法，然而，這些策略未能意識到博弈雙方之間潛在的合作可能性，因此通常得到的是非帕累托最優解。針對以上問題，采用Stackelberg博弈可以更快速地求解出各參與者的最優策略，減少求解時間，同時引入合作博弈中的納什議價理論，進一步提升微電網與CSSIS利潤，更合理調度系統資源，實現系統社會福利最大化。

發明內容

針對非合作博弈無法實現系統社會福利最優、無法保證利潤公平合理地分配的問題。本發明提供一種基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法，相比非合作博弈模型，不僅能進一步提升各博弈參與方收益，實現互利共贏，而且還能更合理調度系統內資源，實現系統社會福利最優。

本發明采取的技術方案為：

基于納什議價博弈的微電網雙層協調優化調度方法，包括以下步驟：

步驟1：預測微電網內光伏、風機、負荷出力，迭代次數置零，設置最大迭代次數，初始化內部電價；

步驟2：判斷是否達到最大迭代次數，若是則輸出優化后的結果，進行步驟7；否則進行步驟3，開始下次迭代；

步驟3：根據當前內部電價，調用Gurobi軟件得到下層充換儲一體化電站CSSIS的最優充、放電計劃，并反饋給上層微電網；

步驟4：上層微電網利用DE算法，得到上層目標函數C_MG；

步驟5：將當前內部電價作為父代內部電價，變異、交叉產生子代內部電價，計算子代相應的上層目標函數C _M'_G。

步驟6：判斷C_MG、C_M'_G大小，若C_MG大，則將父代內部電價作為下次迭代的內部電價；否則，將子代內部電價作為下次迭代的內部電價，轉至步驟2；

步驟7：將步驟2中得到的優化結果作,為納什議價博弈的初始分歧點，進行以下步驟：

步驟8：初始化上層微電網與下層充換儲一體化電站CSSIS的交易電能，拉格朗日乘子和罰系數；

步驟9：令k＝1，迭代開始；