[發明專利]一種多主體能源系統互動運營協調控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110376885.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113128036B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李立生;王峰;劉洋;蘇國強;劉合金;張林利;張世棟;孫勇;李帥;張鵬平;由新紅;黃敏;于海東
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

1.一種多主體能源系統互動運營協調控制方法，其特征在于，包括：

根據每個主體能源系統內電力設備運行狀態數據和負荷需求數據，構建基于隨機卡特爾聚合博弈的區域能源互聯網聯合投標模型；

其具體方法包括：

S1-1：根據威布爾分布刻畫風力發電的隨機性輸出功率：

其中，p^r是風力發電的額定電量；v^ci、v^co、v^r代表切入、切出和額定風速；p^w是風機的實際發電功率，v是實際風速；

基于公式(1)，采用離散化場景刻畫風速的隨機性特征，定義每個場景為其對應概率為π_s＝1，則有∑_s∈Ωπ_s＝1，Ω是所有隨機場景的集合；

S1-2：根據燃氣輪機的運行過程，建立能源生產設備的容量約束和爬坡約束：

其中，是第i個主體能源系統內燃氣輪機在t時刻的輸出功率，和是發電機的最大和最小上下限值，RD_i和RU_i是燃氣輪機的爬坡上下限；

S1-3：根據儲能充電和放電過程建立儲能設備的模型：

ES_i,min≤ES_s,i,t≤ES_i,max (6)

其中，和是第i個主體能源系統內儲能裝置在t時刻的充放電功率，和是充放電功率的上限，ES_s,i,t是儲能裝置的當前容量，ES_i,min和ES_i,max是容量的上下限，和是充放電效率；

S1-4：面向區域能源互聯網的整體運營狀態，建立整個系統的對外投標模型：

其中，代表多主體能源系統聚合投標價格，是多主體能源系統的投標功率，C^g和D^g是來自于市場的需求-價格包；

S1-5：基于公式(1)-(8)建立區域能源互聯網總體運營目標，為：

其中，式(9)是區域能源互聯網總體運營控制目標，即通過不同主體能源間的協作實現總體系統投標效益的最大化；c^es和c^dg分別代表不同設備的運營費用；

S1-6：通過聯立公式(1)-(9)可得基于隨機卡特爾聚合博弈的區域能源互聯網聯合投標運營控制模型；

根據多主體能源系統互動運營特征解列區域能源互聯網聯合投標模型，并構建主體能源系統間的P2P交互約束，得到基于P2P交互的多主體能源系統分布式投標模型；

其具體方法包括：

S2-1：不同主體能源系統之間存在互動運營過程，即具有端對端的交互約束：

其中，和是多主體能源系統i和多主體能源系統j之間的交易能源量，是不同能源主體之間交易量的最大極限；

S2-2：在P2P交易環境和投標約束下，每個主體能源系統的功率平衡約束為：

其中，是每個主體能源系統所面對的負荷需求量；

S2-3：由于公式(12)的存在，使模型(1)-(9)無法以主體個數解列，為此，本實施例采用增廣拉格朗日松弛約束式(12)，將其引入到每個主體能源系統的控制目標函數中，即：

S2-4：整合每個主體能源系統的互動運營控制模型，對應區域能源互聯網內的任意一個主體能源系統的模型為式(14)、式(10)-(11)、式(13)、式(1)-(8)；

采用替代式梯度算法對多主體能源系統分布式投標模型進行求解，得到不同主體能源系統的交互功率，并以此得到區域能源互聯網的互動運營協調控制方案。

2.如權利要求1所述的一種多主體能源系統互動運營協調控制方法，其特征在于，所述區域能源互聯網聯合投標模型包括風機發電隨機性輸出功率模型、燃氣輪機運行狀態模型、儲能設備充放電模型和區域能源互聯網的對外投標模型。

3.如權利要求2所述的一種多主體能源系統互動運營協調控制方法，其特征在于，采用威布爾分布構建風機發電隨機性輸出功率模型。