[發明專利]一種基于電力消費模式的光伏儲能容量配置優化方法

在審

• 申請號: 202110259007.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112785093A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 黃才華;劉婷婷;蔣誠智;余雨;劉偉偉;唐蕾;李小平
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 上官鳳棲

本發明提出了一種基于電力消費模式的光伏儲能容量配置優化方法，使用效用函數來模擬電力用戶的偏好和電力消費模式，建立斯塔克爾伯格博弈模型分析光伏電站與儲能電站在電力市場實時定價中的策略互動，并通過博弈達到均衡來優化光伏儲能系統的容量配置，從而達到提高光伏能源的利用率，減少支出，擴大收益的目的。

技術領域

本發明屬于光儲系統容量配置領域，具體涉及一種基于用戶電力需求建立斯塔克爾伯格博弈模型來優化光伏儲能電站容量配置的方法。

背景技術

隨著儲能技術的發展，儲能電站已成為電力系統調峰填谷、提高系統穩定性、實現需求側管理的一種有效手段。光伏發電是一種重要的新能源發電形式，大規模光伏電站的并網運行是未來發展的趨勢。隨著電力市場規則的不斷完善，儲能電站和光伏電站作為決策主體參與電力市場已成為一種重要趨勢。

光伏電站與儲能電站之間通過價格博弈，調整實時電價，以電價優勢吸引更多的用戶，與此同時用戶可以自由地選擇并簽訂購電協議。具體來說，同一區域的光伏儲能系統通過博弈來調整實時電價獲得最大效益，用戶在滿足自身需求的基礎上，通過電價進行比較選擇。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種考慮用戶用電需求，光伏電站與儲能電站參與電力市場的電費定價，并基于斯塔克爾伯格博弈，建立光伏與儲能的收益模型，減少電網負荷，提高光伏能源利用率的光儲系統容量配置優化方法。該方法使用效用函數來模擬電力用戶的偏好和電力消費模式，建立斯塔克爾伯格博弈模型分析光伏電站與儲能電站在電力市場實時定價中的策略互動，并通過博弈達到均衡來優化光伏儲能系統的容量配置，從而達到提高光伏能源的利用率，減少支出，擴大收益的目的。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于電力消費模式的光伏儲能容量配置優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：收集用戶電力需求，確定光伏電站與儲能電站的容量配置函數；

步驟2：建立斯塔克爾伯格博弈模型，其中光伏電站為領導者，儲能電站為跟隨者；

步驟3：結合容量配置函數，建立光伏電站與儲能電站的收益函數；

步驟4：光伏電站作為領導者，先制定與儲能電站進行電能交易的電費定價，以光伏電站收益最大為目標函數；儲能電站作為跟隨者，根據光伏電站制定的電費定價調整自身的電費定價，以實現儲能電站收益最大；

步驟5：將光伏電站與儲能電站的電費定價代入容量配置函數中，得到光伏儲能系統優化后的容量配置。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

進一步地，步驟1具體如下：

首先，建立光伏儲能系統效用相關的模型，通過效用函數U(p，D)來表示：

式中，α為電力需求系數，γ為售電單價折算系數，β為電力負荷折算系數，p表示售電單價，p₁及p₂分別為光伏電站與儲能電站的售電單價，D為用戶電力負荷；

然后，通過電力需求函數來建立用戶的電力需求模型，電力需求函數通過最大化效用函數U(p，D)而得；當電力需求函數D(p₁，p₂)表示為：

根據用戶的電力需求函數以及光伏電站與儲能電站的電費定價之間的聯系，確定光伏電站與儲能電站的裝機容量，分別通過光伏電站與儲能電站的容量配置函數來表示：