配电网电能交易规划方法、装置和非易失性存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网电能交易规划方法、装置和非易失性存储介质。该方法包括：获取目标配电网的电力信息；根据电力信息，将目标配电网划分为多个分区；建立目标配电网、共享储能电站和光伏社区各自对应的计算模型；采用主从博弈理论构建包括目标配电网、共享储能电站和光伏社区各自对应的计算模型之间的主从关系的多层主从博弈模型；基于多层主从博弈模型分别计算多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，并据此确定目标配电网内的电能交易规划。本发明专利技术解决了由于没有全面考虑配电网、共享储能电站和光伏社区之间的影响导致配电网电能交易规划的合理性较低的技术问题。较低的技术问题。较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
配电网电能交易规划方法、装置和非易失性存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统储能
领域，具体而言，涉及一种配电网电能交易规划方法、装置和非易失性存储介质。

技术介绍

[0002]电力行业中新能源逐渐取代化石能源发电，同时新能源存在的问题如波动性、随机性也给电力系统的安全稳定运行带来新的挑战，储能技术成为新能源大规模并网下的重要技术手段，可以有效降低新能源波动性和随机性对电网的冲击。
[0003]储能随着新能源的崛起也逐渐成为电力系统中的重要一环，“考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化”建立了配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协调优化模型，实现了配电网收益最大化。但是储能投资成本高，每个独立个体建设储能设备无法实现多个参与方的电能互补。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种配电网电能交易规划方法、装置和非易失性存储介质，以至少解决由于没有全面考虑配电网、共享储能电站和光伏社区之间的影响导致配电网电能交易规划的合理性较低的技术问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种配电网电能交易规划方法，包括：获取目标配电网的电力信息；根据电力信息，将目标配电网划分为多个分区；建立目标配电网、目标配电网中包含的共享储能电站和目标配电网覆盖的区中包含的光伏社区各自对应的计算模型，其中，目标配电网对应的计算模型包括配电网约束条件和配电网目标函数，共享储能电站对应的计算模型包括共享储能电站约束条件、共享储能服务商约束条件和共享储能服务商目标函数，光伏社区对应的计算模型包括光伏社区约束条件和光伏社区目标函数；采用主从博弈理论构建包括目标配电网、共享储能电站和光伏社区各自对应的计算模型之间的主从关系的多层主从博弈模型，其中，多层主从博弈模型包括第一层主从博弈模型和第二层主从博弈模型，第一层主从博弈模型以目标配电网对应的计算模型为上层领导模型，且以共享储能电站对应的计算模型为下层追随模型，第二层主从博弈模型以共享储能电站对应的计算模型为上层领导模型，以光伏社区对应的计算模型为下层追随模型；基于多层主从博弈模型分别计算多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，其中，多层主从博弈模型采用斯塔克伯格均衡进行求解；根据多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，确定目标配电网内的电能交易规划。
[0007]可选地，基于多层主从博弈模型分别计算多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，包括：获取与多个分区一一对应的多组配电网参数；将多组配电网参数分别输入第一层主从博弈模型，并
将第一层主从博弈模型的输出结果输入第二层主从博弈模型，得到多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余。
[0008]可选地，将多组配电网参数分别输入第一层主从博弈模型，并将第一层主从博弈模型的输出结果输入第二层主从博弈模型，得到多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，包括：将多个分区分别对应的多组配电网参数输入第一层主从博弈模型中的目标配电网对应的计算模型，目标配电网对应的计算模型输出多个分区分别对应的多个第一交易电价；将多个第一交易电价分别输入第一层主从博弈模型中的共享储能电站对应的计算模型，共享储能电站对应的计算模型输出第一层主从博弈模型的输出结果，其中，输出结果包括多个分区分别对应的多个第一收益和多个第一服务费；将第一层主从博弈模型的输出结果输入第二层主从博弈模型中的光伏社区对应的计算模型，光伏社区对应的计算模型输出多个分区分别对应的多个第一消费者剩余；多层主从博弈模型根据多个分区分别对应的多个第一消费者剩余，调整共享储能电站对应的计算模型的输出结果，再根据共享储能电站对应的计算模型的输出结果，调整目标配电网对应的计算模型的输出结果，直到多层主从博弈模型的输出结果满足斯塔克伯格均衡时，多层主从博弈模型输出多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余。
[0009]可选地，目标配电网对应的计算模型，包括：配电网目标函数为：式中：为第n个分区的配电网收益；和分别为t时刻目标配电网的售电价和购电价；和分别为t时刻目标配电网向外传输的功率和输入目标配电网的功率，T为时刻数，Δt为两个相邻时刻之间的时间间隔；配电网约束条件为：间的时间间隔；配电网约束条件为：式中：和分别为目标配电网的售电价最大值和购电价最大值，和分别为目标配电网的售电价和购电价。
[0010]可选地，共享储能电站对应的计算模型，包括：共享储能服务商目标函数为：式中：为第n个分区共享储能服务商收益；λ
ess
(t)为t时刻共享储能服务商服务费用；和分别为t时刻的共享储能电站充电功率和放电功率，为t时刻目标配电网的售电价，Δt为两个相邻时刻之间的时间间隔；共享储能电站约束条件包括能量守恒约束、容量约束、充放电功率守恒约束和充放电功率限制约束，其中，能量守恒约束为：式中：E(t+1)为共享储能电站t+1时刻的电量；E(t)为共享储能电站t时刻的电量；u为共享储能电站自放电率；η
c
和η
d
分别为共享储能电站充电效率和放电效率；容量约束为：E
min
≤E(t)≤E
max
，式中：E
min
和E
max
为共享储能电站容量下限和容量上限；充放电功率守恒约束为：
充放电功率限制约束为：U
c
+U
d
≤1、U
c
∈{0,1},U
d
∈{0,1}，式中：P
max
为共享储能电站允许最大充放电功率，和分别为共享储能电站的充电功率和放电功率；U
c
和U
d
为共享储能电站充电和放电状态；共享储能服务商约束条件为：式中：为共享储能服务商的最大服务费，λ
ess
为共享储能服务商的服务费。
[0011]可选地，光伏社区对应的计算模型，包括：光伏社区的初始负荷为：P
i,0
(t)＝P
i,base0
(t)+P
i,loss0
(t)+P
i,shift0
(t)，式中：P
i,0
(t)为t时刻第i个光伏社区的原始负荷，P
i,base0
(t)、P
i,loss0
(t)和P
i,shift0
(t)分别为t时刻第i个光伏社区的基础负荷、可消减负荷和可转移负荷；光伏社区调整的负荷为：P
i,L
(t)＝P
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网电能交易规划方法，其特征在于，包括：获取目标配电网的电力信息；根据所述电力信息，将所述目标配电网划分为多个分区；建立所述目标配电网、所述目标配电网中包含的共享储能电站和所述目标配电网覆盖的区中包含的光伏社区各自对应的计算模型，其中，所述目标配电网对应的计算模型包括配电网约束条件和配电网目标函数，所述共享储能电站对应的计算模型包括共享储能电站约束条件、共享储能服务商约束条件和共享储能服务商目标函数，所述光伏社区对应的计算模型包括光伏社区约束条件和光伏社区目标函数；采用主从博弈理论构建包括所述目标配电网、所述共享储能电站和所述光伏社区各自对应的计算模型之间的主从关系的多层主从博弈模型，其中，所述多层主从博弈模型包括第一层主从博弈模型和第二层主从博弈模型，所述第一层主从博弈模型以所述目标配电网对应的计算模型为上层领导模型，且以所述共享储能电站对应的计算模型为下层追随模型，所述第二层主从博弈模型以所述共享储能电站对应的计算模型为上层领导模型，以所述光伏社区对应的计算模型为下层追随模型；基于所述多层主从博弈模型分别计算所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，其中，所述多层主从博弈模型采用斯塔克伯格均衡进行求解；根据所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，确定所述目标配电网内的电能交易规划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多层主从博弈模型分别计算所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，包括：获取与所述多个分区一一对应的多组配电网参数；将所述多组配电网参数分别输入所述第一层主从博弈模型，并将所述第一层主从博弈模型的输出结果输入所述第二层主从博弈模型，得到所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述多组配电网参数分别输入所述第一层主从博弈模型，并将所述第一层主从博弈模型的输出结果输入所述第二层主从博弈模型，得到所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余，包括：将所述多个分区分别对应的所述多组配电网参数输入所述第一层主从博弈模型中的所述目标配电网对应的计算模型，所述目标配电网对应的计算模型输出所述多个分区分别对应的多个第一交易电价；将所述多个第一交易电价分别输入所述第一层主从博弈模型中的所述共享储能电站对应的计算模型，所述共享储能电站对应的计算模型输出所述第一层主从博弈模型的输出结果，其中，所述输出结果包括所述多个分区分别对应的多个第一收益和多个第一服务费；将所述第一层主从博弈模型的输出结果输入所述第二层主从博弈模型中的所述光伏社区对应的计算模型，所述光伏社区对应的计算模型输出所述多个分区分别对应的多个第一消费者剩余；
所述多层主从博弈模型根据所述多个分区分别对应的多个第一消费者剩余，调整所述共享储能电站对应的计算模型的输出结果，再根据所述共享储能电站对应的计算模型的输出结果，调整所述目标配电网对应的计算模型的输出结果，直到所述多层主从博弈模型的输出结果满足斯塔克伯格均衡时，所述多层主从博弈模型输出所述多个分区中每个分区的配电网售电与购电电价、共享储能服务商的最大收益、实时服务费，以及最大化消费者剩余。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标配电网对应的计算模型，包括：所述配电网目标函数为：式中：为第n个分区的配电网收益；和分别为t时刻所述目标配电网的售电价和购电价；P
dgrid
(t)和P
cgrid
(t)分别为t时刻所述目标配电网向外传输的功率和输入所述目标配电网的功率，T为时刻数，Δt为两个相邻时刻之间的时间间隔；所述配电网约束条件为：所述配电网约束条件为：式中：和分别为所述目标配电网的售电价最大值和购电价最大值，和分别为所述目标配电网的售电价和购电价。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共享储能电站对应的计算模型，包括：所述共享储能服务商目标函数为：式中：为第n个分区共享储能服务商收益；λ
ess
(t)为t时刻所述共享储能服务商服务费用；P
cess
(t)和分别为t时刻的所述共享储能电站充电功率和放电功率，为t时刻所述目标配电网的售电价，T为时刻数，Δt为两个相邻时刻之间的时间间隔；所述共享储能电站约束条件包括能量守恒约束、容量约束、充放电功率守恒约束和充放电功率限制约束，其中，所述能量守恒约束为：式中：E(t+1)为所述共享储能电站t+1时刻的电量；E(t)为所述共享储能电站t时刻的电量；u为所述共享储能电站自放电率；η
c
和η
d
分别为所述共享储能电站充电效率和放电效率；所述容量约束为：E
min
≤E(t)≤E
max
，式中：E
min
和E
max
为所述共享储能电站容量下限和容量上限；
所述充放电功率守恒约束为：所述充放电功率限制约束为：0≤P
cess
≤P
max
U
c
，U
c
+U
d
≤1，U
c
∈{0,1}，U
d...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，鞠力，宋文涛，顾靖达，王国鹏，顼佳宇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司北京电力经济技术研究院有限公司北京方智科技股份有限公司国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：