[發明專利]一種基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202010920104.X
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112288216A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 孫樂平;郭小璇;韓帥;吳宛潞;陳衛東;肖靜;楊藝云;秦麗娟;吳寧;黎新;廖敏樂;戴承承
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/20;H02J3/00;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝;徐愛萍

1.一種基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

構建區域綜合能源系統的網絡拓撲結構，并對所述網絡拓撲結構進行初始化；

確定聯盟內部各個成員的收益目標函數，并確定所述各個成員依賴于所述網絡拓撲結構運行時的約束條件；

基于二階錐松弛法對所述約束條件中的非線性項進行線性化處理；

利用MOSEK求解器對所述收益目標函數進行求解，并輸出滿足線性化處理后的約束條件的最優解；

基于沙普利值效益分配機制對所述最優解進行利潤合理分配，獲取電轉氣裝置所分配到的利潤，并結合所述利潤和碳交易價格確定所述電轉氣裝置的規劃容量。

2.根據權利要求1所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，對所述網絡拓撲結構進行初始化包括：設定所述網絡拓撲結構的各個節點信息，并輸入所述網絡拓撲結構的各個支路的阻抗值。

3.根據權利要求1所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，所述聯盟內部各個成員包括配電公司、風電機組、供熱企業和電轉氣裝置。

4.根據權利要求1所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，所述約束條件包括電力系統運行約束條件、天然氣網絡運行約束條件和區域供熱網運行約束條件；其中，

所述電力系統運行約束條件包括功率平衡約束、電壓電流限制、電力傳輸限制、機組出力約束和熱電聯產機組爬坡量限制；所述天然氣網絡運行約束條件包括節點平衡約束、管道流量方程和節點氣壓限制；所述區域供熱網運行約束條件包括熱源端熱平衡約束、節點融合約束、負荷取用約束、節點流量平衡約束、傳熱特性方程和供回水溫度限制。

5.根據權利要求4所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，所述基于二階錐松弛法對所述約束條件中的非線性項進行線性化處理包括：

基于二階錐松弛法分別對所述約束條件中的電力傳輸限制和管道流量方程進行線性化處理。

6.根據權利要求1所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃方法，其特征在于，所述沙普利值效益分配機制的理論公式為：

其中，n為聯盟內部的成員數量，S為聯盟中的一個合作團體的成員數量，W(S)為分配系數，v(S)為所述合作團體所取得的最大效益，v(S\i)為所述合作團體內部的各個成員可分配到的平均效益，X_i(v)為所述合作團體中的第i個成員所分配到的最大效益。

7.一種基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃系統，其特征在于，所述系統包括：

構建模塊，用于構建區域綜合能源系統的網絡拓撲結構，并對所述網絡拓撲結構進行初始化；

確定模塊，用于確定聯盟內部各個成員的收益目標函數，并確定所述各個成員依賴于所述網絡拓撲結構運行時的約束條件；

處理模塊，用于基于二階錐松弛法對所述約束條件中的非線性項進行線性化處理；

計算模塊，用于利用MOSEK求解器對所述收益目標函數進行求解，并輸出滿足線性化處理后的約束條件的最優解；

輸出模塊，用于基于沙普利值效益分配機制對所述最優解進行利潤合理分配，獲取電轉氣裝置所分配到的利潤，并結合所述利潤和碳交易價格確定所述電轉氣裝置的規劃容量。

8.根據權利要求7所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃系統，其特征在于，所述聯盟內部各個成員包括配電公司、風電機組、供熱企業和電轉氣裝置。

9.根據權利要求7所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃系統，其特征在于，所述約束條件包括電力系統運行約束條件、天然氣網絡運行約束條件和區域供熱網運行約束條件；其中，

所述電力系統運行約束條件包括功率平衡約束、電壓電流限制、電力傳輸限制、機組出力約束和熱電聯產機組爬坡量限制；所述天然氣網絡運行約束條件包括節點平衡約束、管道流量方程和節點氣壓限制；所述區域供熱網運行約束條件包括熱源端熱平衡約束、節點融合約束、負荷取用約束、節點流量平衡約束、傳熱特性方程和供回水溫度限制。

10.根據權利要求7所述的基于合作博弈的電轉氣裝置容量規劃系統，其特征在于，所述沙普利值效益分配機制的理論公式為：

其中，n為聯盟內部的成員數量，S為聯盟中的一個合作團體的成員數量，W(S)為分配系數，v(S)為所述合作團體所取得的最大效益，v(S\i)為所述合作團體內部的各個成員可分配到的平均效益，X_i(v)為所述合作團體中的第i個成員所分配到的最大效益。