[發明專利]一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法

有效

• 申請號: 202011264791.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112308334B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王勇;許洪華;葉婷;王善磊;陳建坤;羅興;申張亮;朱紅勤
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐瑩

本發明公開了一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法，屬于電力系統電源調度領域，包括：建立不同類型虛擬電廠的優化調度模型；基于建立的不同類型虛擬電廠優化調度模型，建立配電網運營商與多個虛擬電廠的主從博弈模型，并結合粒子群算法迭代求解主從博弈模型得到求解結果；根據求解結果，采用Shapley值法進行合作利潤的再分配，并輸出最終求解結果。所述建立不同類型虛擬電廠的優化調度模型，包括多電型、少電型、自平衡型的虛擬電廠調度模型。本發明能夠求解出配電網運營商、虛擬電廠參與電力市場的最佳交易策略，促進多個虛擬電廠間電能共享，顯著提高分布式能源的綜合利用效率，有利于實現各類分布式發電資源的就近消納與合理調度。

技術領域

本發明涉及一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法，屬于電力系統電源調度的技術領域。

背景技術

近年來，以可再生能源發電的分布式電源迅速發展，然而，分布式電源容量小、數量多、接入分散、出力間歇性的特點限制了其大規模的發展。以虛擬電廠(virtual powerplants，虛擬電廠)形式聚合可再生能源，通過能量管理系統控制各聚合單元，能實現聚合單元的協調優化運行，從而提高虛擬電廠的穩定性和參與電力市場時的競爭力，并獲得規模經濟的效益。虛擬電廠可參與的電力市場包括日前市場、實時市場、雙邊合同市場和輔助服務市場等，參與平衡市場能幫助虛擬電廠平抑可再生能源的波動，降低可再生能源出力預測不準確的風險，并獲得更大經濟效益。

目前針對虛擬電廠的優化調度往往只關注單個虛擬電廠的調度策略，鮮有針對多虛擬電廠聯合優化調度進行分析研究的案例?？紤]到不同虛擬電廠由于聚合的終端單元不同，其對外呈現的特性往往存在較大差別，多個虛擬電廠之間存在較大的時空互補潛力，虛擬電廠聯合運行往往能提高相互之間的共享電量，減少與上級電網之間的電量交易，進一步降低自身的用電成本。此外，在現貨市場條件下，虛擬電廠與配電系統運營商(distribution system operator，配電網運營商)的交易策略往往是雙向影響的，即虛擬電廠既是價格的接受者，也是價格的制定者，市場運營商制定的交易電價與虛擬電廠的交易電量密切相關。

因此，如何準確制定運營商與虛擬電廠之間的交易電價，實現市場運營商最大化經濟效益的同時，最大程度上降低各虛擬電廠的運營成本，實現各類分布式發電資源的就近消納與合理調度，是當前亟需解決的關鍵問題。

發明內容

為了解決上述多個虛擬電廠與市場運營商之間的交易策略優化，實現多虛擬電廠間利潤的公平合理分配，以及分布式能源的綜合利用和各類分布式發電資源的就近消納與合理調度的問題，提供一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法，采用一種基于主從合作博弈的多個虛擬電廠聯合優化調度模型，其中主從博弈用于求解虛擬電廠最優調度策略和市場運營商最佳電價策略，合作博弈用于形成多虛擬電廠聯盟并通過Shapley值法實現利潤的合理分配，保證合作聯盟不會破裂，有效實現配電網運營商與虛擬電廠的交易策略優化和各類分布式發電資源的就近消納與合理調度。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法，包括以下步驟：

步驟1：建立不同類型虛擬電廠的優化調度模型；

步驟2：基于建立的不同類型虛擬電廠優化調度模型，建立配電網運營商與多個虛擬電廠的主從博弈模型，并結合粒子群算法迭代求解主從博弈模型得到求解結果；

步驟3：根據求解結果，采用Shapley值法進行合作利潤的再分配，并輸出最終求解結果。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟1建立不同類型虛擬電廠的優化調度模型，包括：

(1)建立多電型虛擬電廠的優化調度模型；