基于合作博弈的微网群优化运行方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力自动化技术领域，公开一种基于合作博弈的微网群优化运行方法、装置、设备及介质；所述方法包括：对需求侧用户负荷量进行聚合，获得负荷需求；根据所述负荷需求，基于预先训练好的合作博弈机制下微网群运行优化模型进行分布式优化，获得基于合作博弈的微网群优化结果；输出所述基于合作博弈的微网群优化结果。本发明专利技术能够满足微网群能源协调交易；为进一步适应多主体数量多，需要考虑用户信息安全以及满足各主体利益最大化需求的微网群协同运行的场景，进行基于合作博弈的微网群优化运行，突破微网群复杂系统优化运行求解和分析技术，提升能源系统整体效率。提升能源系统整体效率。提升能源系统整体效率。

【技术实现步骤摘要】
基于合作博弈的微网群优化运行方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术属于电力自动化
，特别涉及一种基于合作博弈的微网群优化运行方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]微网作为电网形态的终端网络，能够实现电力供应网络与能源网络互联互通，能够解决分布式新能源消纳以及大量新兴负荷接入的问题。随着微网技术的不断更新发展，多个微网接入同一个配网区域，形成了微网群系统。通过对微网群进行优化调度的研究，能够更进一步的实现新能源消纳、负荷优化、削峰填谷以及提高能源利用效率。微网群运行相较于单微网更复杂，主要因为微网群各微网之间多种能流相互交互，不确定性因素更多，且微网群中的运营商、负荷聚合商和能源供应商等多主体行为交织，需要协调各主体利益和系统整体利益。因此针对微网群的优化运行研究成为学者关注的焦点。
[0003]目前微网群的运行优化研究主要采用的还是考虑单一主体的集中式优化思路。由于单一的集中式方法存在着汇聚点负担过重，优化方案难以承受较高的计算和通信负担，容易发生单点故障，难以保护各主体信息安全等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于合作博弈的微网群优化运行方法、装置、设备及介质，以解决目前微网群犹存存在的考虑单一主体的集中式优化方法难以承受较高的计算和通信负担，容易发生单点故障，难以保护各主体信息安全的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于合作博弈的微网群优化运行方法，包括：
[0007]对需求侧用户负荷量进行聚合，获得负荷需求；
[0008]根据所述负荷需求，基于预先训练好的合作博弈机制下微网群运行优化模型进行分布式优化，获得基于合作博弈的微网群优化结果；
[0009]输出所述基于合作博弈的微网群优化结果。
[0010]本专利技术进一步的改进在于：所述合作博弈机制下微网群运行优化模型包括：
[0011]微网运营商合作运行目标函数：
[0012]微网运营商优化目标包括机组运行成本、对用户售电收益、与其他微网电能交互收益，表示为式(1)：
[0013]F
i
＝U
i,sell
+U
i,trade
‑
C
i,gen
‑
C
i,grid
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]式中：F
i
为微网运营商i的净收益；U
i,sell
为微网运营商i向用户售电所得收益，U
i,trade
为微网运营商i与其他微网运营商电能交互所得收益，C
i,gen
为微网运营商i中机组发电成本，C
i,grid
为微网运营商i向配网交互电能成本；
[0015][0016][0017][0018][0019]式中：表示微网运营商在t时刻对用户的电价，通过各微网运营商和负荷聚合商协商定价；表示微网运营商i在t时刻的电能供应量，表示t时刻微网运营商i与微网运营j之间交易的电价，表示t时刻微网运营商i与微网运营商j之间交易的电能，表示出售电能，表示购入电能，表示机组i在t时刻的出力功率，T表示时刻总数，D表示微网运营商总数，ω1、ω2、ω3表示燃气轮机运行成本系数，表示微网运营商向配网出售电能价格，表示微网向配网购买电能价格，表示微网运营商i在t时刻向配网购买的电能，表示微网运营商i在t时刻向配网出售的电能。
[0020]本专利技术进一步的改进在于：所述合作博弈机制下微网群运行优化模型还包括：
[0021]用户负荷模型：
[0022]负荷聚合商通过对负荷侧的用户负荷进行聚合进行需求侧需求响应管理，对柔性可转移负荷、可削减负荷、可平移负荷进行优化，获得微网运营商补偿收益；
[0023][0024]式中，C
i,st
表示用户i用电不满意度，C
i,buy
表示用户i用电成本；F
LA
表示用户用电不满意度，表示用户在削减自身用电量时承受的不舒适度；M表示用户的数量；
[0025][0026][0027]式中，α，β分别表示不满意度系数(α，β分别取值0.2，0.5)，表示实际负荷用电量与预测负荷之间的差值，表示用户i在t时刻统计的用电量。
[0028]本专利技术进一步的改进在于：所述合作博弈机制下微网群运行优化模型还包括：
[0029]纳什议价模型：
[0030][0031]式中：和F
i0
分别表示负荷聚合商LA和微网运营商i的谈判破裂点。
[0032]本专利技术进一步的改进在于：所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的状态空间为：对每个智能体分别建立了一个6维的状态空间，包括上一时段的微网运营商对用户输出电能、各微网之间交互功率以及电价、与上级电网购售电价，表示为
[0033]所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的动作空间为：对每个智能体分别建立了一个4维的动作空间，包括微网运营商对用户输出电能、各微网之间交互功率以及电价，可表示为
[0034]所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的奖励函数为：
[0035][0036]本专利技术进一步的改进在于：所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的训练方法包括：
[0037]步骤1：确定调度周期时段数T，训练轮数，初始化网络参数θ和φ，m＝t＝1；
[0038]步骤2：将网络参数θ和φ赋值给θ`和φ`；
[0039]步骤3：初始化环境；
[0040]步骤4：将微网群中各微网运营商智能体和负荷聚合商智能体状态信息输入到神经网络；以relu为激活函数，神经网络输出当前时刻每个微网运营商智能体动作
[0041]步骤5：各智能体策略执行动作根据市场出清获得下一时刻状态和奖励值
[0042]步骤6：将存储到经验回放池中，判断该episode是否结束，如果没结束，继续与环境交互完成下一步；
[0043]步骤7：当完成设定数量的经验存储后，从经验池中取出批量的样本采用随机梯度下降法进行模型训练，更新各智能体的策略网络和价值网络；
[0044]步骤8：判断是否达到所设定的最大训练轮数M，若满足则结束训练；若未满足则返回进行下一轮网络参数更新。
[0045]第二方面，本专利技术提供一种基于合作博弈的微网群优化运行装置，包括：
[0046]聚合模块，用于对需求侧用户负荷量进行聚合，获得负荷需求；
[0047]合作博弈模块，用于根据所述负荷需求，基于预先训练好的合作博弈机制下微网群运行优化模型进行分布式优化，获得基于合作博弈的微网群优化结果；
[0048]输出模块，用于输出所述基于合作博弈的微网群优化结果。
[0049]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于合作博弈的微网群优化运行方法，其特征在于，包括：对需求侧用户负荷量进行聚合，获得负荷需求；根据所述负荷需求，基于预先训练好的合作博弈机制下微网群运行优化模型进行分布式优化，获得基于合作博弈的微网群优化结果；输出所述基于合作博弈的微网群优化结果。2.根据权利要求1所述的基于合作博弈的微网群优化运行方法，其特征在于，所述合作博弈机制下微网群运行优化模型包括：微网运营商合作运行目标函数：微网运营商优化目标包括机组运行成本、对用户售电收益、与其他微网电能交互收益，表示为式(1)：F
i
＝U
i,sell
+U
i,trade
‑
C
i,gen
‑
C
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(1)式中：F
i
为微网运营商i的净收益；U
i,sell
为微网运营商i向用户售电所得收益，U
i,trade
为微网运营商i与其他微网运营商电能交互所得收益，C
i,gen
为微网运营商i中机组发电成本，C
i,grid
为微网运营商i向配网交互电能成本；为微网运营商i向配网交互电能成本；为微网运营商i向配网交互电能成本；为微网运营商i向配网交互电能成本；式中：表示微网运营商在t时刻对用户的电价，通过各微网运营商和负荷聚合商协商定价；表示微网运营商i在t时刻的电能供应量，表示t时刻微网运营商i与微网运营j之间交易的电价，表示t时刻微网运营商i与微网运营商j之间交易的电能，表示出售电能，表示购入电能，ω1、ω2、ω3表示燃气轮机运行成本系数，表示机组i在t时刻的出力功率，T表示时刻总数，D表示微网运营商总数，表示微网运营商向配网出售电能价格，表示微网向配网购买电能价格，表示微网运营商i在t时刻向配网购买的电能，表示微网运营商i在t时刻向配网出售的电能；用户负荷模型：负荷聚合商通过对负荷侧的用户负荷进行聚合进行需求侧需求响应管理，对柔性可转移负荷、可削减负荷、可平移负荷进行优化，获得微网运营商补偿收益；式中，C
i,st
表示用户i用电不满意度，C
i,buy
表示用户i用电成本；F
LA
表示用户用电不满意
度；M表示用户的数量；度；M表示用户的数量；式中，α，β分别表示不满意度系数，表示实际负荷用电量与预测负荷之间的差值，表示用户i在t时刻统计的用电量；纳什议价模型：纳什议价模型：式中：和F
i0
分别表示负荷聚合商LA和微网运营商i的谈判破裂点。3.根据权利要求2所述的基于合作博弈的微网群优化运行方法，其特征在于，所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的状态空间为：对每个智能体分别建立了一个6维的状态空间，包括上一时段的微网运营商对用户的电价及输出电能、各微网之间的电价及交互功率、与上级电网售、购电价，表示为所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的动作空间为：对每个智能体分别建立了一个4维的动作空间，包括微网运营商对用户的电价及输出电能、各微网之间的电价及交互功率，可表示为所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的奖励函数为：4.根据权利要求1所述的基于合作博弈的微网群优化运行方法，其特征在于，所述合作博弈机制下微网群运行优化模型的训练方法包括：步骤1：确定调度周期时段数T，训练轮数，初始化网络参数θ和φ，m＝t＝1；步骤2：将网络参数θ和φ赋值给θ`和φ`；步骤3：初始化环境；步骤4：将微网群中各微网运营商智能体和负荷聚合商智能体状态信息输入到神经网络；以relu为激活函数，神经网络输出当前时刻每个微网运营商智能体动作步骤5：各智能体策略执行动作根据市场出清获得下一时刻状态和奖励值步骤6：将存储到经验回放池中，判断该episode是否结束，如果没结束，继续与环境交互完成下一步；步骤7：当完成设定数量的经验存储后，从经验池中取出批量的样本采用随机梯度下降法进行模型训练，更新各智能体的策略网络和价值网络；步骤8：判断是否达到所设定的最大训练轮数M，若满足则结束训练；若未满足则返回进
行下一轮网络参数更新。5.基于合作博弈的微网群优化运行装置，其特征在于，包括：聚合模块，用于对需求侧用户负荷量进行聚合，获得负荷需求；合作博弈模块，用于根据所述负荷需求，基于预先训练好的合作博弈机制下微网群运行优化模型进行分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新迎，陈盛，周翔，田捷，杨军，王佳蕊，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司国网吉林省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：