[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

本發明提供一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統及方法，涉及電力系統運行控制技術領域。本發明系統包括家庭微網系統以及自主競價系統；家庭微網系統包括分布式發電設備、儲能設備和可控負荷；自主競價系統通過ICP/IP協議連接家庭微網系統，通過賦予邊緣電力用戶參與零售電力市場的自主權最大化社會福利，同時促進可再生能源高效利用。

技術領域

本發明涉及電力系統運行控制技術領域，尤其涉及一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統及方法。

背景技術

可再生能源及智能電網技術是應對全球能源危機、氣候變化的有效途徑之一。隨著分布式可再生能源發電和可調度電力負荷在智能電網中的廣泛滲透，越來越多的傳統電力用戶逐漸轉變為自治家庭微網，并通過控制儲能和靈活負載參與電力市場。這進一步導致了傳統集中式電力市場向分散式零售電力市場的轉變，需要重新考慮新型家庭微網的調度策略及零售電力市場的運營模式。

新型電力市場環境下自治家庭微網間廣泛互動，因此在零售電力市場運行過程中需要解決相關接入參與者間信息耦合問題，特別是參與者需要相對公平的競價和決策機制來最大化自身社會福利。因此，雙邊或多邊交易過程中競價方案的制定已成為目前零售電力市場亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統及方法，考慮邊緣家庭微網自治行為及零售電力市場中各參與者間的緊密耦合和信息交互，完成零售電力市場雙邊或多邊交易過程中競價方案的制定。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一方面，一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統，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；

另一方面，一種基于云邊協同的家庭微網自主競價方法，基于前述一種基于云邊協同的家庭微網自主競價系統實現，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。