一种基于主从博弈微电网云储能共享方法与流程

本发明涉及微电网与电力系统，具体为一种基于主从博弈微电网云储能共享方法。

背景技术：

1、储能作为微电网的重要组成部分，在含高比例新能源发电的能源互联网中扮演着越来越重要的作用。储能可以平滑新能源发电出力，减少新能源发电间歇性对电网的冲击，同时提高微电网对电力需求的灵活性。传统每个用户单独配置储能设备不仅投资成本高，而且面临运维困难、难以集中管理等问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，具备提升储能资源利用效率的同时提升储能资源的灵活性，实现储能资源的按需调用并提高系统的韧性优点，解决了上述技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，包括以下步骤：

5、s1、构建微电网运营商收益模型；

6、s2、构建用户聚合商收益模型；

7、s3、构建云储能服务商收益模型；

8、s4、构建微电网运营商、用户聚合商及云储能服务商的主从博弈模型；

9、s5、对主从博弈模型遗传迭代计算。

10、作为本发明的优选技术方案，所述步骤s1中建立的模型表达式如下：

11、

12、

13、eg＝ebg+ebu

14、其中，ebg表示与外部电网交易产生的收益，ebu表示与用户聚合商交易产生的收益，eg表示微电网日收益，psg,h表示外部电网的购电价格，pug,h表示向用户聚合商的售电价格，lh表示为用户聚合商h时段的净负荷，h表示日时段数，表示对总时长h中的所有时段进行求和。

15、作为本发明的优选技术方案，所述用户聚合商收益模型表达式如下：

16、

17、

18、

19、eu＝eug+cbu+cus

20、其中，lh为用户聚合商h时段的净负荷，eug表示以负荷、微电网售电电价、云储能服务电价及为变量的函数，cbu表示与微电网运营商交易产生的费用，cus表示与云储能服务商交易产生的费用，pug,hh为用户净负荷为lh时，微电网运营商的售电价格，pus,h表示时段h时云储能服务商的供电租赁价格，pus,2,h表示为时段h时云储能服务商的充电租赁价格，δqh表示时段h时用户聚合商从云储能服务商购入的电能，δh表示时段h的时长，eu表示用户聚合商日收益，ih为指示变量表示时段h从云储能获得的服务种类，f(lh,pug,h,pus,h)表示效用函数。

21、作为本发明的优选技术方案，所述ih的具体表达式如下：

22、

23、所述效用函数f(lh,pug,h,pus,h)的表达式如下：

24、

25、其中，σ1(lh)、σ2(pug,h)、σ3(pus,h)分别表示对应变量的sigmoid函数，ω1、ω2、ω3分别表示对应σ1(lh)、σ2(pug,h)、σ3(pus,h)的权重系数。

26、作为本发明的优选技术方案，所述云储能服务商收益模型的表达式如下：

27、

28、

29、es＝ebu+cb

30、其中lh为用户聚合商h时段的净负荷，γ为云储能单位时间运维费用，δh为时段h的时长，ebu表示云储能服务商日收益，ebu表示与用户聚合商的交易收益，cb表示云储能产品运维产生的费用。

31、作为本发明的优选技术方案，所述主从博弈模型构建包括以下步骤：

32、s4.1、微电网运营商制定日内购电价策略集合；

33、s4.2、微电网运营商的价格方案与云服务储能服务商的租赁费，实时调整每时段电负荷并合理规划共享储能服务的使用；

34、s4.3、当微电网运营商的价格制定过高或过低时，用户聚合商动态调整自身购电量分配，微电网运营商也会根据用户聚合商的购电量与云储能服务商的租赁价格重新制定自身定价策略，直至寻找最优定价策略；

35、s4.4、根据步骤s4.3建立主从博弈模型。

36、作为本发明的优选技术方案，所述主从博弈模型m表达式如下：

37、m＝{(g，s，u)，pg，lu，ls，eg，es，eu}

38、其中，(g，s，u)表示参与成员集合，g表示微电网运营商，s表示云储能服务商，u表示用户聚合商，pg，lu，ls分别为微电网运营商的售电价格策略集、用户聚合商的负荷策略集及用户聚合商使用云储能服务的策略集，eg，es，eu分别为微电网运营商、云储能服务商及用户聚合商的收益。

39、作为本发明的优选技术方案，所述步骤s5主从博弈模型遗传迭代计算的步骤如下：

40、s5.1、初始化微电网运营商、云共享储能服务商以及用户聚合商的参数，并设置初始迭代次数n＝0和迭代上限；

41、s5.2、利用遗传算法初始随机生成m组微电网运营商的售电价，将参数传至用户聚合商；

42、s5.3、对迭代次数进行加一；

43、s5.4、用户聚合商接收k组微电网运营商的售电价，利用cplex求解器求解用电负荷分布及参与共享储能服务的电能，计算并保留当前收益，并将购电量返回至微电网运营商；

44、s5.5、微电网运营商根据一天内用户侧管理系统返回的购电量计算并保留当前收益eg,n；

45、s5.6、利用遗传算法的选择、变异生成新的微电网运营商的售电价，重复步骤s5.4至s5.5，计算得到微电网运营商收益值eg,n,p与用户聚合商收益eu,n,p；

46、s5.7、若eg,n,p>eg,n，执行eg,n+1＝eg,n,p，eu,n+1＝eu,n,p，并执行步骤s5.8，否则eg,n+1＝eg,n，eu,n+1＝eu,n，并返回步骤s5.3进行重新迭代；

47、s5.8、若|eg,n+1-eg,n|≤τ且|eu,n+1-eu,n|≤τ则表示完成迭代，否则返回步骤s5.3进行重新迭代。

48、与现有技术相比，本发明提供了一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，具备以下有益效果：

49、1、本发明通过将微电网运营商、用户聚合商和云储能服务商的关系建模为一个主从博弈模型，考虑了各方之间的相互作用和冲突。微电网运营商与用户聚合商之间存在价格和负荷的博弈，为系统中各方提供了一种协同决策的框架，以达到整个系统的最优运行。

50、2、本发明通过采用了多层次的优化方法，通过遗传算法对微电网运营商的售电价格进行全局优化，同时使用求解器对用户聚合商的负荷分布和云储能服务商的租赁价格进行局部优化，有助于提高系统的收敛速度和整体性能，同时考虑到了不同层次决策变量的特性。

技术特征：

1.一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述步骤s1中建立的模型表达式如下：

3.根据权利要求2所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述用户聚合商收益模型表达式如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述ih的具体表达式如下：

5.根据权利要求3所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述云储能服务商收益模型的表达式如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述主从博弈模型构建包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述主从博弈模型m表达式如下：

8.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈微电网云储能共享方法，其特征在于：所述步骤s5主从博弈模型遗传迭代计算的步骤如下：

技术总结
本发明涉及微电网与电力系统技术领域，且公开了一种基于主从博弈微电网云储能共享方法分别构建微电网运营商收益模型、用户聚合商收益模型以及云储能服务商收益模型并对上述模型建立主从博弈模型，之后对主从博弈模型遗传迭代计算，完成共享。该基于主从博弈微电网云储能共享方法将微电网运营商、用户聚合商和云储能服务商的关系建模为一个主从博弈模型，考虑了各方之间的相互作用和冲突；微电网运营商与用户聚合商之间存在价格和负荷的博弈，以达到整个系统的最优运行同时使用求解器对用户聚合商的负荷分布和云储能服务商的租赁价格进行局部优化，有助于提高系统的收敛速度和整体性能，同时考虑到了不同层次决策变量的特性。

技术研发人员：周少雄,沈国安,汪大明
受保护的技术使用者：清科优能（深圳）技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17