一种电网功率分配优化方法和系统与流程

本发明属于电力领域，尤其涉及一种电网功率分配优化方法和系统。

背景技术：

1、在偏远山区或独立海岛等供电不便的地方，扩建电网需要高昂的经济成本和地理环境的要求，而电网的孤岛模式可以解决大型电网故障或偏远地区无法接入大型电网的问题。但是，在孤岛模式下，电网必须保持电压和频率的稳定性。此外，当大量基于用户发电的分布式发电机(dg)机组接入电网时，需要平衡用户发电与发电公司在电网中的竞争，因此离岛机组优化发电是一项复杂而具有挑战性的任务。

2、现有理论采用分布式平均比例积分二次控制，将电网频率和电压调节到参考值。另有学者提出了一种可以将电网频率稳定并将电压保持在标称电压下工作的模型，但需要分布式发电机之间的单向通信网络。近年来，也提出过在有限时间内使用电压控制和二次频率控制来恢复电压和频率的方法。研究中也出现过一种在有限时间内将频率和电压调节到参考值的鲁棒分布式有限时间二次控制器的概化方法。然而，这些研究都没有考虑电网中分布式发电机的主从问题，即如何在基于博弈论的条件下保证经济层面上的最优分配。

3、在电网中，如何在博弈论的框架下解决分布式发电机的主从问题以实现经济层面上的最优分配仍然是一个具有挑战性的问题。同时，随着管理模式的不断变化和发展，管理模式中各个环节的优化变得更加复杂。但是，通过博弈论的优化方法，可以在电网计划、市场、系统调度和控制方面获得更好的优化效果。

技术实现思路

1、为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种电网功率分配优化方法和系统，具体技术方案如下：

2、本发明提供一种电网功率分配优化方法，包括：

3、建立目标电网在孤岛运行时的数学模型；

4、建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式；

5、构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点；

6、补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比。

7、优选的，所述建立目标电网在孤岛运行时的数学模型，包括：

8、基于藏本模型建立目标电网在孤岛运行时的数学模型。

9、优选的，所述建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式，包括：

10、构建电网中发电公司的成本函数：

11、其中，ag、bg为单轴燃气轮机发电成本系数，pg为单轴燃气轮机日发电量，sd为配电网对用户与pmjk之间的电力交易收取的维护单价，pmjk为普通用户j向生产商的采购价格，q为生产消费者总数，n为发电公司总数，pmjk>0；

12、构建电网中生产消费者的成本函数：

13、其中，ck为新能源单位发电投资成本，fk是生产者在一天内产生的总电量；

14、分布式电网与生产消费者之间的平衡关系表达式：

15、其中，ui为用户i一天的用电量，为用户j向发电公司购买的电能。

16、优选的，所述构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点，包括：

17、其中，ap，bp为对应交流微电网中的电价系数。

18、优选的，所述补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，包括：

19、最佳发电配比：其中p*为总发电功率，pd，为发电机i的最优发电有功功率。

20、本发明提供一种电网功率分配优化系统，包括：

21、第一模块，用于建立目标电网在孤岛运行时的数学模型；

22、第二模块，用于建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式；

23、第三模块，用于构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点；

24、第四模块，用于补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比。

25、优选的，所述建立目标电网在孤岛运行时的数学模型，包括：

26、基于藏本模型建立目标电网在孤岛运行时的数学模型。

27、优选的，所述建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式，包括：

28、构建电网中发电公司的成本函数：

29、其中，ag、bg为单轴燃气轮机发电成本系数，pg为单轴燃气轮机日发电量，sd为配电网对用户与pmjk之间的电力交易收取的维护单价，pmjk为普通用户j向生产商的采购价格，q为生产消费者总数，n为生产公司总数，pmjk>0；

30、构建电网中生产消费者的成本函数：

31、其中，ck为新能源单位发电投资成本，fk是生产者在一天内产生的总电量；

32、分布式电网与生产消费者之间的平衡关系表达式：

33、其中，ui为用户i一天的用电量，为用户j向发电公司购买的电能。

34、优选的，所述构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点，包括：

35、纳什均衡值：其中，ap，bp为对应交流微电网中的电价系数。

36、优选的，所述补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，包括：

37、最佳发电配比：其中，p*为总发电功率，pd，为发电机i的最优发电有功功率。

38、本发明的有益效果为：通过建立目标电网在孤岛运行时的数学模型；建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式；构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点；补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，能够满足交流发电机稳定运行的同时，使发电公司和用户的利益最大化。

技术特征：

1.一种电网功率分配优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述电网功率分配优化方法，其特征在于，所述建立目标电网在孤岛运行时的数学模型，包括：

3.根据权利要求2所述电网功率分配优化方法，其特征在于，所述建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式，包括：

4.根据权利要求3所述电网功率分配优化方法，其特征在于，所述构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点，包括：

5.根据权利要求4所述电网功率分配优化方法，其特征在于，所述补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，包括：

6.一种电网功率分配优化系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述电网功率分配优化系统，其特征在于，所述建立目标电网在孤岛运行时的数学模型，包括：

8.根据权利要求7所述电网功率分配优化系统，其特征在于，所述建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式，包括：

9.根据权利要求8所述电网功率分配优化系统，其特征在于，所述构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点，包括：

10.根据权利要求9所述电网功率分配优化系统，其特征在于，所述补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，包括：

技术总结
本发明属于电力领域，尤其涉及电网功率分配优化方法和系统，方法包括建立目标电网在孤岛运行时的数学模型；建立在孤岛运行中电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式；构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点；补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比。通过建立目标电网在孤岛运行时的数学模型；建立电力公司和生产消费者的发电成本函数，以推算分布式电源与所述生产消费者之间的平衡关系表达式；构建电网整体的博弈模型及纳什平衡点；补充各电力生产者在频率控制部分的支出以得到最优发电配比，能够满足交流发电机稳定运行的同时，使发电公司和用户的利益最大化。

技术研发人员：孙乐平,陈卫东,郭小璇,韩帅,卢健斌,吴宁,肖静,姚知洋,阮诗雅,龚文兰,吴晓锐,赵立夏
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13