[發明專利]基于納什議價的多利益主體分布式魯棒優化調度方法

在審

• 申請號: 202210935330.4
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115204516A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 羅平;周濠炳;李智慧;楊晴;呂強;吳秋軒
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62
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為了解決區域綜合能源系統內不同利益主體間的利益博弈和隱私保護問題以及系統中CHP機組可能出現非凸可行域模型的問題，本發明提供了一種基于納什議價的多利益主體分布式魯棒優化調度方法。利用基于數據的魯棒優化算法來處理風電功率的不確定性。建立了可以處理凸可行域和非凸可行域的CHP機組模型，采用納什議價來解決區域綜合能源系統內各利益主體間的博弈問題，以各個利益主體在進行能源交互后是否能有效降低運行成本為納什談判的破裂條件。為保護各個利益主體的隱私，采用交替方向乘子法對該納什議價問題進行求解，以獲得各利益主體的能源交互量和能源交易價格。

技術領域

本發明涉及區域綜合能源系統日前優化調度領域，具體涉及一種基于納什議價的多利益主體分布式魯棒優化調度方法。

背景技術

近年來隨著化石能源的消耗，環境污染問題的加劇，具有多能耦合互補優勢的區域綜合能源系統能融合電、氣、熱等多種形式的能源，有效提高能源利用率，得到了越來越廣泛的應用。熱電聯產機組(combined heat and power,CHP)由于能源利用率高，環境污染小等優點在區域綜合能源系統中得到了廣泛的使用。在實際生產中熱電聯產機組的可行域可能是非凸的，也可能是凸的。然而現有的文獻對CHP機組的建模多以凸可行域模型為主，缺少對CHP非凸可行域的研究。此外，區域綜合能源系統內部各利益主體通常分屬不同的利益主體，這些利益主體在保護各自隱私的條件下進行能源的傳輸和交易以使自己獲得盡可能多的利益，而現有文獻鮮有人考慮不同利益主體之間的博弈問題。

發明內容

為了解決區域綜合能源系統內不同利益主體間的利益博弈和隱私保護問題以及系統中CHP機組可能出現非凸可行域模型的問題，本發明提供了一種基于納什議價的多利益主體分布式魯棒優化調度方法。利用基于數據的魯棒優化算法來處理風電功率的不確定性。建立了可以處理凸可行域和非凸可行域的CHP機組模型，采用納什議價來解決區域綜合能源系統內各利益主體間的博弈問題，以各個利益主體在進行能源交互后是否能有效降低運行成本為納什談判的破裂條件。為保護各個利益主體的隱私，采用交替方向乘子法(Alternating direction multiplier method，ADMM)對該納什議價問題進行求解，以獲得各利益主體的能源交互量和能源交易價格。

本發明提供如下的技術方案：

一種基于納什議價的多利益主體分布式魯棒優化調度方法，包括以下步驟：

S1，考慮綜合能源系統中僅有風電這一種可再生能源，定義區域綜合能源系統中配電網、配熱網和微網群分為不同的利益主體；

獲得各利益主體內部的基礎數據值，包括熱、電負荷日前預測數據，風電功率歷史數據和日前預測數據，配電網從輸電網購電的實時電價和燃氣輪機購氣價格數據。

S2，含有風力發電機的利益主體根據風電功率歷史出力數據，構建風電功率預測誤差概率密度函數。

采用高斯混合模型(Gaussian mixed model，GMM)對各主體內風電功率的預測誤差進行逐時擬合。GMM的表達式如下所示：

式中x為不確定量，這里指風電功率預測誤差；I為高斯分量個數；λ_i為第i個高斯分量的權重；f_G,i為第i個高斯分量；μ_i為均值；δ_i為協方差矩陣。采用最大期望算法對式(1)進行求解。設GMM中未知的參數集為θ＝(θ₁,θ₂,…θ_n)，其中θ_j＝(λ_j,μ_j,δ_j)，j＝1,2…m；

則樣本的對數似然函數為

式中：m為風電功率預測誤差歷史數據總量，使式(2)達到最大化的θ即為混合高斯模型參數的估計值。