[發(fā)明專利]一種基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210155286.5
• 申請(qǐng)日: 2022-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN115189428A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)靜;李琥;李冰潔;葛毅;李澤森;史靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 蘇州國(guó)卓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32331
• 代理人: 夏祖祥

本發(fā)明公開了一種基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略，包括合作博弈模型的建立、共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略、聯(lián)盟穩(wěn)定性分析以及收益分配策略四個(gè)組成部分，本發(fā)明的基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略將工業(yè)用戶和共享儲(chǔ)能采用合作方式組成聯(lián)盟，在兩部制電價(jià)體系下，基于對(duì)用戶負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)，提出共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略和基于參與者邊際貢獻(xiàn)的分配策略，通過(guò)最大化聯(lián)盟支付和對(duì)聯(lián)盟支付的適當(dāng)分配來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)體利益最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力儲(chǔ)能優(yōu)化調(diào)度方法，尤其涉及一種基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)的用電工業(yè)大戶大多采用兩部制電價(jià)，即基本電價(jià)和電度電價(jià)。所謂基本電價(jià)是指按用戶用電容量計(jì)算的電價(jià)，所謂電度電價(jià)是指按用戶用電度數(shù)計(jì)算的電價(jià)。兩部制電力用戶的基本電費(fèi)可以自愿選擇按變壓器容量、合同最大需量、實(shí)際最大需量繳納。

隨著未來(lái)用電成本的提高，工業(yè)用戶通過(guò)配置儲(chǔ)能節(jié)約成本的意愿大大加強(qiáng)?，F(xiàn)有的用戶側(cè)儲(chǔ)能大多采用“合同能源管理”模式，安裝于用戶電表內(nèi)，服務(wù)于單個(gè)用戶，基本上只能通過(guò)峰谷價(jià)差獲利，存在收益模式單一、投資回收期長(zhǎng)等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略，用以解決上述問(wèn)題。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了一種基于合作博弈的服務(wù)多用戶的共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略，包括合作博弈模型的建立、共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略、聯(lián)盟穩(wěn)定性分析以及收益分配策略四個(gè)組成部分；

所述合作博弈屬于特征函數(shù)博弈，特征函數(shù)博弈問(wèn)題為一個(gè)二元組G＝N， v，其中N＝{1,2,…,n}是博弈參與者編號(hào)的集合；v：P₀(N)→R為合作博弈的特征函數(shù)，對(duì)于N的任一子集v(C)表示C中所有參與者形成的聯(lián)盟總收益。P₀(N)表示編號(hào)集合N的所有子集構(gòu)成的集合；

所述共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略的目標(biāo)函數(shù)為：v(C)＝I_CAP+I_QUA；式中： v(C)-聯(lián)盟C的特征函數(shù)，I_CAP-節(jié)省用戶容量電費(fèi)收益，I_QUA-節(jié)省用戶電量電費(fèi)收益。

作為本發(fā)明之優(yōu)選，所述合作博弈模型的建立包括：參與者集合、支付以及特征函數(shù)三部分，其中，在參與者集合部分，工業(yè)用戶、共享儲(chǔ)能為該博弈的參與者，假設(shè)有n個(gè)工業(yè)用戶，用U₁、U₂，…U_n表示，共享儲(chǔ)能用B表示，則可表示為：N＝{U₁，U₂，…，U_n，B}；

所述支付是基于全壽命周期的理念，設(shè)計(jì)參與者支付，將其定義為參與者的全壽命周期收入與全壽命周期費(fèi)用之差。假定至少有一個(gè)用戶和儲(chǔ)能構(gòu)成聯(lián)盟；

所述特征函數(shù)以v表示，特征函數(shù)v為每一個(gè)聯(lián)盟賦予聯(lián)盟價(jià)值，記作v(C)，聯(lián)盟價(jià)值為聯(lián)盟中成員合作創(chuàng)造的額外收益，即該聯(lián)盟中所有成員合作創(chuàng)造的總支付與該聯(lián)盟中成員各自為政的支付和之差：式中，v(C)-聯(lián)盟中成員合作創(chuàng)造的額外收益，I_C-聯(lián)盟C 的支付，I_i-參與者i的支付，對(duì)任何僅有一個(gè)參與者的聯(lián)盟，其聯(lián)盟價(jià)值為零。

作為本發(fā)明之進(jìn)一步優(yōu)選，所述共享儲(chǔ)能優(yōu)化充放電策略還包括一約束條件，所述約束條件具體包括：

(1)充放電功率約束：假設(shè)儲(chǔ)能最大充放電功率等于其額定功率，則在充放電過(guò)程中，滿足：

式中：P_c(t)、P_d(t)-示t時(shí)段電池儲(chǔ)能充電功率和放電功率；

P_N-儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率。