考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法技术

本发明专利技术提供了一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，属于二次调频技术领域；解决了传统的多源调频博弈的利益分配一般是采用基于

【技术实现步骤摘要】
考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法


[0001]本专利技术提出了一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，属于二次调频

。

技术介绍

[0002]在当前国家提出“双碳”战略目标任务的形势下，新能源正逐渐高比例集中的接入电网
。
与传统机组相比，新能源发电波动性大，随机性强，由此造成的频率不稳定性给电力系统的安全稳定运行带来了重大挑战
。
随着新能源参与发电系统的比例迅速增大，其在能源结构中的比重快速上升，传统的只靠火电机组参与调频的方式已经无法适应高质量的调频需求
。
[0003]现有研究大都是针对风
、
光
、
水
、
火
、
储等各能源机组单独参与电网调频或者是多种类型能源机组单目标参与电网调频的优化策略分析，对于多能源机组多目标角度共同参与电网调频的协同优化策略研究较少
。
且对于多源调频系统参与电网调频而言，其关键就是在于保证系统内部参与者的利益分配公平合理，而传统的多源调频博弈的利益分配一般是采用基于
Shapley
值法的分配机制，无法有效的对系统的调频性能和利润进行结合
。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，综合提升多源调频系统的调频利润和调频性能，本专利技术提出了一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，包括以下步骤：
S1
：基于合作协议构建风
‑
水
‑
火
‑
储四方合作联盟系统；
S2
：考虑各机组历史调频里程调用系数及约束条件，建立基于合作博弈模式下的多源调频优化运行模型；
S3
：确定调频市场信息及多源调频模式，计算合作博弈下系统的最大收益；
S4
：对于步骤
S2
中合作博弈下获取系统最大利益后，对于各主体机组的利益分配采取基于合作博弈的
Shapley
值法进行初步分配；
S5
：引入考虑调频性能指标的收益分配系数对
Shapley
值法进行改进，对于步骤
S4
中的初步分配结果进行再分配；
S6
：结合实际运行情况，确定改进
Shapley
值分配策略的再分配调节系数；
S7
：得出基于合作博弈改进
Shapley
值模式下各主体机组的利益分配策略及多源调频系统的综合调频性能
。
[0006]所述步骤
S2
中的约束条件包括调频系统约束和各类型机组调频约束，其中系统约束包括系统调频容量约束
、
系统调频里程约束与系统爬坡速率约束，各类型机组调频约束包括风电机组调频容量约束
、
水电机组调频容量约束
、
火电机组调频容量约束
、
风电机组调频里程约束
、
水电机组调频里程约束
、
火电机组调频里程约束
、
储能电站容量约束和储能
SOC
约束
。
[0007]所述系统调频容量约束的表达式如下：；上式中：
R
W
、R
H
、R
T
、R
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的调频容量，
R
S
为系统所需的调频容量；所述系统调频里程约束的表达式如下：；上式中：
L
W
、L
H
、L
T
、L
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的调频里程，
L
S
为系统所需的调频里程；其中，
s
为多源调频系统的历史调频里程调用系数，为历史经验值；所述系统爬坡速率约束的表达式如下：；上式中：
v
S
为系统所需的爬坡速率；
v
W
、v
H
、v
T
、v
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的爬坡速率
。
[0008]所述风电机组调频容量约束的表达式如下：；上式中：
R
Wmin
、R
Wmax
为风电机组出力的上下限；所述风电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中：
s
W
为风电机组历史调频里程调用系数；所述水电机组调频容量约束的表达式如下：；上式中：
R
Hmin
、R
Hmax
为水电机组出力上下限；所述水电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中：
s
H
为水电机组历史调频里程调用系数；所述火电机组调频容量约束的表达式如下：；上式中，
R
Tmin
、R
Tmax
为火电机组出力上下限；所述火电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中，
s
T
为火电机组历史调频里程调用系数
。
[0009]所述储能电站容量约束包括储能电站调频容量约束和储能电站功率约束；所述储能电站调频容量约束的表达式如下：
；上式中，
s
ES
为储能电站历史调频里程调用系数；所述储能电站功率约束的表达式如下：；上式中：分别为储能电站的充
、
放电功率，分别为储能电站的充
、
放电功率的上下限；所述储能
SOC
约束的表达式如下：；；上式中：
SOC
t
、SOC
t
‑1分别表示储能电站
t
时刻和
t
‑1时刻的荷电状态；分别表示储能电站
t
时刻和
t
‑1时刻的充
、
放电功率；表示储能电站的充
、
放电效率；为储能电站最大电容量
。
[0010]所述步骤
S4
中的
Shapley
值法是在合作博弈获取最大利益后按照各方贡献度进行利益分配的一种策略，根据
Shapley
值理论，收益分配公式为：；上式中，表示成员
i
的收益分配方案；
v(S)
表示联盟
S
的收益；
v(S\{i})
表示成员
i
不参与时联盟
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1
：基于合作协议构建风
‑
水
‑
火
‑
储四方合作联盟系统；
S2
：考虑各机组历史调频里程调用系数及约束条件，建立基于合作博弈模式下的多源调频优化运行模型；
S3
：确定调频市场信息及多源调频模式，计算合作博弈下系统的最大收益；
S4
：对于步骤
S2
中合作博弈下获取系统最大利益后，对于各主体机组的利益分配采取基于合作博弈的
Shapley
值法进行初步分配；
S5
：引入考虑调频性能指标的收益分配系数对
Shapley
值法进行改进，对于步骤
S4
中的初步分配结果进行再分配；
S6
：结合实际运行情况，确定改进
Shapley
值分配策略的再分配调节系数；
S7
：得出基于合作博弈改进
Shapley
值模式下各主体机组的利益分配策略及多源调频系统的综合调频性能
。2.
根据权利要求1所述的一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，其特征在于：所述步骤
S2
中的约束条件包括调频系统约束和各类型机组调频约束，其中系统约束包括系统调频容量约束
、
系统调频里程约束与系统爬坡速率约束，各类型机组调频约束包括风电机组调频容量约束
、
水电机组调频容量约束
、
火电机组调频容量约束
、
风电机组调频里程约束
、
水电机组调频里程约束
、
火电机组调频里程约束
、
储能电站容量约束和储能
SOC
约束
。3.
根据权利要求2所述的一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，其特征在于：所述系统调频容量约束的表达式如下：；上式中：
R
W
、R
H
、R
T
、R
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的调频容量，
R
S
为系统所需的调频容量；所述系统调频里程约束的表达式如下：；上式中：
L
W
、L
H
、L
T
、L
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的调频里程，
L
S
为系统所需的调频里程；其中，
s
为多源调频系统的历史调频里程调用系数，为历史经验值；所述系统爬坡速率约束的表达式如下：；上式中：
v
S
为系统所需的爬坡速率；
v
W
、v
H
、v
T
、v
ES
分别为风电
、
水电
、
火电
、
储能的爬坡速率
。4.
根据权利要求2所述的一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，其特征在于：所述风电机组调频容量约束的表达式如下：；
上式中：
R
Wmin
、R
Wmax
为风电机组出力的上下限；所述风电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中：
s
W
为风电机组历史调频里程调用系数；所述水电机组调频容量约束的表达式如下：；上式中：
R
Hmin
、R
Hmax
为水电机组出力上下限；所述水电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中：
s
H
为水电机组历史调频里程调用系数；所述火电机组调频容量约束的表达式如下：；上式中，
R
Tmin
、R
Tmax
为火电机组出力上下限；所述火电机组调频里程约束的表达式如下：；上式中，
s
T
为火电机组历史调频里程调用系数
。5.
根据权利要求2所述的一种考虑调频性能指标的风水火储多个能源的博弈优化方法，其特征在于：所述储能电站容量约束包括储能电站调频容量约束和储能电站功率约束；所述储能电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐震，宋述停，李煜阳，王伟，李相俊，杨虹，王上行，陈昱同，杨冬冬，郑志宏，牛萌，徐玉东，程胤璋，白雪婷，张凯，李小婧，董理科，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：