[發明專利]一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統及方法

在審

• 申請號: 202011285413.0
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112215687A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 司方遠;韓英華;汪晉寬;趙強
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06Q30/06
• 分類號: G06Q30/06;G06Q50/06;H04L29/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李梁

1.一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統，其特征在于：包括家庭微網系統以及自主競價系統；

所述家庭微網系統包括分布式發電設備、儲能設備和可控負荷；其中所述分布式發電設備包括屋頂光伏發電設備、小型風力發電設備；所述儲能設備包括蓄電池；所述可控負荷包括智能空調；所述屋頂光伏發電設備、小型風力發電設備、蓄電池和智能空調之間通過低壓配電網饋線連接；

所述自主競價系統通過ICP/IP協議連接家庭微網系統，包括云計算模塊、邊緣計算模塊和通信模塊；所述云計算模塊連接所述邊緣計算模塊，為云計算平臺，基于一致性準則迭代競價，獲得最優交易策略；所述邊緣計算模塊與其對應的屋頂光伏發電設備、小型風力發電設備、蓄電池和智能空調連接，用于家庭微網預測供需能力、制定初始報價策略、并求解需求響應模型；所述通信模塊用于云計算模塊和邊緣計算模塊、邊緣計算模塊和分布式發電設備、儲能設備和可控負荷設備之間進行信息交互。

2.一種基于云邊協同的家庭微網自主競價方法，通過權利要求1所述一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統實現，具體包括以下步驟；

步驟1：獲取t時刻第i個家庭的家庭微網的供需能力；

所述家庭微網的供需能力包括小型風力發電機輸出功率屋頂光伏設備輸出功率和家庭微網的基本負荷需求其中，e表示服從高斯分布的預測誤差；

步驟2：基于預測的家庭微網的供需能力，制定初始報價策略并構建家庭微網需求響應模型；

步驟3：云計算模塊基于優先級和初始報價匹配交易方，并引入拉格朗日罰函數構建基于一致性準則的競價模型對所述報價策略進行迭代；

步驟4：交易雙方在云計算模塊達成報價共識，邊緣家庭微網獲取最優電量交易策略及需求響應策略。

3.根據權利要求2所述的一種基于云邊協同的家庭微網自主競價方法，其特征在于，所述步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1：構建t時刻第i個家庭微網決策變量矢量包括蓄電池放電功率空調消耗功率參與電力市場交易功率

步驟2.2：基于決策變量構建t時刻第i個家庭微網蓄電池的容量狀態

其中，η表示蓄電池自放電因數；蓄電池的容量狀態及放電功率的不等式約束滿足：

其中，SOC^i,min、SOC^i,max、u^i,dis,min、u^i,dis,max表示變量的邊界值；

步驟2.3：基于決策變量構建t時刻第i個家庭微網室內溫度狀態IT_tⁱ

其中，τⁱ表示第i個家庭對應的建筑熱慣性因數，γⁱ表示空調性能系數，Kⁱ表示空調輸出總熱量與所消耗電功率的比例常數，AT_t表示室外環境溫度；

步驟2.4：基于決策變量構建t時刻第i個家庭微網供需平衡狀態

步驟2.5：利用改進的Stone-Geary效用函數構建t時刻第i個家庭微網的初始報價策略

其中，α、β分別表示效用系數和懲罰系數；

步驟2.6：所述家庭微網需求響應模型基于以下優化問題

其中，表示家庭微網耗電成本系數，ξ表示實際室內溫度偏離設定溫度IT_t^i,set的成本懲罰系數。