一种多微电网能量管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多微电网能量管理系统，包括：构建配电网运营商运行成本模型；根据电能的现货收益和调频收益构建微电网运行成本模型；进行双层优化，在底层优化中，以配电网运营商成本最小化为目标，进行寻优；在上层优化中，获取微电网数据，确定微电网运营商的策略空间，以微电网运营商利益最大化为目标，确定各微电网运营商的最优报价策略，从而获取各微电网运营商的最优报价；基于以太坊私有链为各微电网运营商提供交易平台，各微电网运营商根据最优报价进行交易。与现有技术相比，本发明专利技术实现了日前市场下集中式电力市场交易框架下，微电网收益的最大化和配电网运营商成本的最小化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种多微电网能量管理系统


[0001]本专利技术涉及微电网能量管理领域，尤其是涉及一种多微电网能量管理系统。

技术介绍

[0002]对于微电网的能量调度管理，现有的主要研究对象集中在现货电能量市场，对调频辅助服务市场下的竞价机制研究较少。同时虽有研究考虑了储能资源及调频辅助服务市场，但没有将现货电能量市场及调频辅助服务市场综合进行考虑分析，未研究含储能的微电网在同一时期参与不同市场获得最高利润的策略问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在日前市场下集中式电力市场交易框架下，实现微电网收益的最大化和配电网运营商成本的最小化的多微电网能量管理系统。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种多微电网能量管理系统，包括：
[0006]配电网运营商运行成本计算模块，用于构建配电网运营商运行成本模型；
[0007]微电网运行成本计算模块，用于根据电能的现货收益和调频收益构建微电网运行成本模型；
[0008]双层优化模块，用于在底层优化中，根据所述配电网运营商运行成本模型，以配电网运营商成本最小化为目标，进行寻优；在上层优化中，获取微电网数据，确定微电网运营商的策略空间，根据所述微电网运行成本模型，以微电网运营商利益最大化为目标，确定各微电网运营商的最优报价策略，从而获取各微电网运营商的最优报价；
[0009]微电网运营商交易平台模块，用于基于以太坊私有链为各微电网运营商提供交易平台，各微电网运营商根据所述最优报价进行交易。
[0010]进一步地，所述双层优化模块的数据处理过程具体包括以下步骤：
[0011]S1：确定各微电网运营商的初始报价；
[0012]S2：选取某一微电网运营商；
[0013]S3：该微电网运营商针对其他微电网运营商的报价，确定最优报价策略；
[0014]S4：选取下一个微电网运营商，重复步骤S3，直至遍历所有微电网运营商；
[0015]S5：判断是否存在微电网运营商改变报价，若是，则返回步骤S2，否则，执行步骤S6；
[0016]S6：得到各微电网运营商利益最大化的报价。
[0017]进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0018]S301：读取微电网运营商数据和电网线路数据，以及日前市场的电量总供需数据；
[0019]S302：确定微电网运营商的策略空间；
[0020]S303：进行底层优化：根据所述配电网运营商运行成本模型，计算所述策略空间中
某一策略的配电网运营商运行成本；
[0021]S304：根据该策略的配电网运营商运行成本，以配电网运营商成本最小化为目标，确定个体适应度；
[0022]S305：进行选择、交叉、变异等操作，生成新种群；
[0023]S306：判断是否满足预设的收敛条件，若不满足，则返回步骤S303，若满足，则执行步骤S307：
[0024]S307：得到该微电网运营商的最优报价策略。
[0025]进一步地，采用跟踪中心轨迹内点法进行所述底层优化。
[0026]进一步地，所述微电网运行成本模型的计算参数包括火电现货收益、储能现货收益、火电调频收益和储能调频收益。
[0027]进一步地，所述配电网运营商运行成本模型的计算参数包括火电电能量购电成本、储能电能量购电成本、火电调频厂的调频服务总成本和储能参与调频的服务总成本。
[0028]进一步地，所述火电电能量购电成本包括机组各段中标出力约束、机组总中标出力计算、机组爬坡约束、机组最小开机时间约束、机组最小停机时间约束及线路潮流约束。
[0029]进一步地，所述储能电能量购电成本包括最大充电功率约束、最大放电功率约束，调频申报容量约束，充电效率约束、放电效率约束，储能在优化周期初始阶段及最后一段时期期望的SOC约束及节点功率平衡约束。
[0030]进一步地，所述火电调频厂的调频服务总成本包括机组调频申报容量约束，时段t系统调频辅助服务容量及里程需求约束。
[0031]进一步地，所述储能参与调频的服务总成本包括扣除调频申报容量后的最大充电功率、最大放电功率、最小充电功率、最小放电功率，及相邻时段SOC约束、初始时段SOC约束、末尾时段SOC约束。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0033](1)在日前市场中交易日的前一天，由配电系统运营商(distribution system operator，DSO)将交易日每个时间节点的预测负荷公布给各微电网，各微电网从自身收益最大化出发，根据发电能力和报价限值来计划报价方案，之后将报价方案提交予DSO；本专利技术多微电网能量管理系统实现自动为各微电网运营商提供最优报价，使得系统总购电成本最小及微电网收益的最大化。
[0034](2)为实现微电网的收益最大化这一目标，定义了调频参与度的概念；并将上述模型描述成一个双层优化问题：底层优化实现DSO对市场的清算，其中目标函数、等式约束和不等式约束大部分都是非线性函数，因此，底层优化问题是一个带约束的非线性规划问题；上层优化实现含储能的微电网利益最大化的目标，当存在多个竞争主体时，市场达到均衡的条件是各主体都不主动改变自身的报价策略，即达到纳什均衡；因此，上层优化问题实质上是一个博弈问题；
[0035]上述双层优化实现了含储能的微电网在现货电能量市场和调频辅助服务市场下，以微电网收益最大化和配电网运营商成本最小化的目标。
[0036](3)本专利技术同时考虑了两种市场背景，更加贴合实际情况。
[0037](4)现有方案中大多没有为微电网之间搭建信息交流平台，该本专利技术选择以太坊私有链作为方案的实现平台。一方面电网公司、信息中心等相关部门需明确所有参与者的
实际身份，另一方面参与者的交易数据也存在一定的隐私性，不应被DEEX外的主体随意读取，为此选择私有链作为实现方案，保证了用户身份的可靠性和交易的隐私性。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例中提供的一种日前市场下的电力市场交易框架示意图；
[0039]图2为本专利技术实施例中提供的一种双层优化模块的数据处理过程的第一流程示意图；
[0040]图3为本专利技术实施例中提供的一种双层优化模块的数据处理过程的第二流程示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0042]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多微电网能量管理系统，其特征在于，包括：配电网运营商运行成本计算模块，用于构建配电网运营商运行成本模型；微电网运行成本计算模块，用于根据电能的现货收益和调频收益构建微电网运行成本模型；双层优化模块，用于在底层优化中，根据所述配电网运营商运行成本模型，以配电网运营商成本最小化为目标，进行寻优；在上层优化中，获取微电网数据，确定微电网运营商的策略空间，根据所述微电网运行成本模型，以微电网运营商利益最大化为目标，确定各微电网运营商的最优报价策略，从而获取各微电网运营商的最优报价；微电网运营商交易平台模块，用于基于以太坊私有链为各微电网运营商提供交易平台，各微电网运营商根据所述最优报价进行交易。2.根据权利要求1所述的一种多微电网能量管理系统，其特征在于，所述双层优化模块的数据处理过程具体包括以下步骤：S1：确定各微电网运营商的初始报价；S2：选取某一微电网运营商；S3：该微电网运营商针对其他微电网运营商的报价，确定最优报价策略；S4：选取下一个微电网运营商，重复步骤S3，直至遍历所有微电网运营商；S5：判断是否存在微电网运营商改变报价，若是，则返回步骤S2，否则，执行步骤S6；S6：得到各微电网运营商利益最大化的报价。3.根据权利要求2所述的一种多微电网能量管理系统，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：S301：读取微电网运营商数据和电网线路数据，以及日前市场的电量总供需数据；S302：确定微电网运营商的策略空间；S303：进行底层优化：根据所述配电网运营商运行成本模型，计算所述策略空间中某一策略的配电网运营商运行成本；S304：根据该策略的配电网运营商运行成本，以配电网运营商成本最小化为目标，确定个体适应度；S305：进行选择、交叉、变异等操...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩樾，王致杰，金珈辉，张庆岭，王鸿，孙霞，周显利，林翰，崔高扬，葛琼宇，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：