一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，对产销者与配电网运营商不同的利益诉求进行分析，建立基于多主体博弈的光储鲁棒配置模型，基于最优化理论、对偶理论、鲁棒优化及KKT条件对模型进行转化并利用Cplex求解器对转化后的单层模型进行求解。本发明专利技术能够为产销者光储配置方法提供参考。为产销者光储配置方法提供参考。为产销者光储配置方法提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法


[0001]本专利属于配电
，尤其涉及一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，适用于产销者光储配置。

技术介绍

[0002]分布式电源出力会受到风力、光照等自然条件的影响，因而表现出较强的间歇性和波动性。此外，产销者与配电网运营商之间的电能交易价格与交易电量相互影响，配电网运营商同上级电网的电能交易价格也具有不确定性。这些不确定性给配电网的规划运行带来了很多的挑战及问题。
[0003]唐念等人考虑了分布式电源出力的不确定性，结合配电网运行状态，提出源网协同规划方法；张玥等人考虑了源、荷的不确定性，从经济和环保的角度，以社会效益最优提出了源网荷协调规划模型。另一方面，随着分布式光伏与储能系统技术水平的成熟，越来越多的用户由原本的电能消费者变成了产销者，在其发电大于自身用电需求时，用户可以通过销售电能增加收益。然而光储系统安装成本较高，如何合理规划光储有待进一步深入研究。叶琳浩等人考虑光伏出力的不确定性，提出了一种以光伏有效消纳能力为目标的光储协同分布鲁棒优化配置方法；任荣荣等人考虑了分布式光伏的不确定性，提出了基于光储系统的光伏消纳策略并以光储系统日内最大净收益为目标函数构建了模型。上述研究并未充分考虑电价、分布式光伏出力的多重不确定性给光储配置带来的影响，同时也并未考虑多主体间的博弈关系。因此，亟需提出一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法以指导多重不确定性下光储的规划配置。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的缺点和不足，本专利提供一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，具体包括：
[0005]一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
[0006]步骤1：根据产销者与配电网运营商不同的利益诉求，建立考虑多主体博弈的光储鲁棒配置模型；所述的考虑多主体博弈的光储鲁棒配置模型中规划层产销者光储配置问题以产销者规划运行综合成本最小为目标，运行层中配电网运营商以其运营利润最大为目标，产销者以其运行成本最小为目标；
[0007]步骤2：利用最优化理论、对偶理论及KKT条件，提出基于多主体博弈的光储鲁棒配置模型的转化和求解方法。
[0008]而且，所述的目标函数为：
[0009]对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：
[0010][0011][0012][0013][0014][0015]式中：c1为光伏单位功率的投资费用；c2为储能单位功率的投资费用；c3为储能单位容量的投资费用；为第n个产销者的光伏安装功率；为第n个产销者的储能安装功率；为第n个产销者的储能安装容量；γ1为光伏投资的折算系数，它将光伏的投资现值转化为等年值；γ2为储能投资的折算系数，它将储能的投资现值转化为等年值；r为贴现率；N为光伏的使用寿命；M为储能的使用寿命；C
n，buy
为第n个产销者一年的购电成本；C
n，sell
为第n个产销者一年的售电收益。Y
n1
为决策变量构成的集合。
[0016]而且，所述的目标函数为：
[0017]对于运行层而言，配电网运营商运行问题目标函数为：
[0018][0019][0020]式中：X为配电网运营商可行的决策变量的集合；x为配电网运营商决策变量向量；选取一年中每个季度典型日的电能交易价格作为每个季度的电能交易价格；d
m
为第m个季度的天数；T为一日中时间间隔的数量；N为产销者的数量；为产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商购电的单位电量价格；为第n个产销者在典型日m的t时刻的购电量；为产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商售电的单位电量价格；为第n个产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商的售电量；为典型日m的t时刻配电网运营商向上级电网售电的单位电量价格；为配电网运营商在典型日m的t时刻向上级电网的售电量；为典型日m的t时刻配电网运营商向上级电网购电的单位电量价格；为配电网运营商在典型日m的t时刻向上级电网的购电量；∈1为配电网运营商储能充电的单位功率费用；为配电网运营商的储能在典型日m的t时刻的充电功率；∈2为配电网运营商储能放
电的单位功率费用；为配电网运营商的储能在典型日m的t时刻的放电功率。
[0021]而且，所述的目标函数为：
[0022]对于运行层而言，产销者运行问题的目标函数：
[0023][0024][0025][0026]式中：Z
n
为决策变量构成的集合。
[0027]而且，所述的模型的求解方法包括：
[0028]利用最优化理论，将产销者光储规划模型与产销者运行模型进行耦合，转换为产销者规划运行耦合模型，
[0029]产销者规划运行耦合模型的目标函数为：
[0030][0031]式中：Y
n
为决策变量构成的集合。
[0032]而且，所述的模型的求解方法包括：
[0033]利用对偶理论和鲁棒优化处理配电网运营商目标函数及产销者目标函数，对其进行分别转换；
[0034]配电网运营商目标函数转换为：
[0035][0036][0037]式中：为典型日m的t时刻零售商向上级电网购电的单位电量价格的下界；为典型日m的t时刻零售商向上级电网购电的单位电量价格的上界；为典型日m的t时刻零售商向上级电网售电的单位电量价格的下界；为典型日m的t时刻零售商向上级电网售电的单位电量价格的上界；分别为不同的价格约束对应的拉格朗日乘子；
[0038]产销者目标函数转换为：
[0039][0040][0041]式中：Y
n
为决策变量构成的集合。
[0042]而且，所述的模型的求解方法包括：
[0043]利用KKT条件，将双层模型化为如下单层模型：
[0044][0045]其中：
[0046]KKT条件为：
[0047][0048]式中：L
n
()为的拉格朗日函数；为第i个不等式的拉格朗日乘子；将所有的不等式都化为小于等于0的形式后，为第i个不等式左侧的部分；M
n
为不等式的个数；
[0049]而且，所述的模型的求解方法包括：步骤2中，利用Cplex求解器对转换后的问题进行求解。
[0050]本申请的优点和积极效果是：
[0051]本申请方法对产销者与配电网运营商不同的利益诉求进行分析，建立基于多主体博弈的光储鲁棒配置模型，基于最优化理论、对偶理论、鲁棒优化及KKT条件对模型进行转化并利用Cplex求解器对转化后的单层模型进行求解，能够为产销者光储配置方法提供参考。
附图说明
[0052]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0053]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：根据产销者与配电网运营商不同的利益诉求，建立考虑多主体博弈的光储鲁棒配置模型；所述的考虑多主体博弈的光储鲁棒配置模型中规划层产销者光储配置问题以产销者规划运行综合成本最小为目标，运行层中配电网运营商以其运营利润最大为目标，产销者以其运行成本最小为目标；步骤2：利用最优化理论、对偶理论及KKT条件，提出基于多主体博弈的光储鲁棒配置模型的转化和求解方法。2.根据权利要求1所述的基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，其特征在于，所述的目标函数为：对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：对于规划层而言，产销者光储规划问题的目标函数：式中：c1为光伏单位功率的投资费用；c2为储能单位功率的投资费用；c3为储能单位容量的投资费用；为第n个产销者的光伏安装功率；为第n个产销者的储能安装功率；为第n个产销者的储能安装容量；γ1为光伏投资的折算系数，它将光伏的投资现值转化为等年值；γ2为储能投资的折算系数，它将储能的投资现值转化为等年值；r为贴现率；N为光伏的使用寿命；M为储能的使用寿命；C
n，buy
为第n个产销者一年的购电成本；C
n，sell
为第n个产销者一年的售电收益。Y
n1
为决策变量构成的集合。3.根据权利要求1所述的基于多主体博弈的光储鲁棒配置方法，其特征在于，所述的目标函数为：对于运行层而言，配电网运营商运行问题目标函数为：对于运行层而言，配电网运营商运行问题目标函数为：
式中：X为配电网运营商可行的决策变量的集合；x为配电网运营商决策变量向量；选取一年中每个季度典型日的电能交易价格作为每个季度的电能交易价格；d
m
为第m个季度的天数；T为一日中时间间隔的数量；N为产销者的数量；为产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商购电的单位电量价格；为第n个产销者在典型日m的t时刻的购电量；为产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商售电的单位电量价格；为第n个产销者在典型日m的t时刻向配电网运营商的售电量；为典型日m的t时刻配电网运营商向上级电网售电的单位电量价格；为配电网运营商在典型日m的t时刻向上级电网的售电量；为典型日m的t时刻配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，冯德品，陈涛，吴晓宾，陈玉，李中凯，徐兵，路长禄，李洁，林刚，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临沂供电公司，
类型：发明
国别省市：