微电网群发用电与交互行为建模方法及系统与流程

本发明涉及微电网建模，具体涉及微电网群发用电与交互行为建模方法及系统。

背景技术：

1、微电网是指由多种能源资源和不同负载组成的小型电力系统，通常包括可再生能源、储能设备和传统电力网络，微电网的出现旨在提高电力系统的可靠性、灵活性和可持续性，同时促进能源的本地生产和使用，群发用电是指在微电网中，多个终端用户共享同一能源资源的情况，这种共享模式有助于提高能源利用效率，减少浪费，同时也可以降低能源成本，群发用电在微电网中的应用使得用户之间能够更灵活地共享能源，通过智能化系统实现优化调度，使得整个微电网系统更加可持续和高效；

2、建模系统是指针对微电网中不同用户之间的交互行为进行建模的系统，这些交互行为可能涉及能源的购买、出售、共享、调度等方面，建模系统通过分析用户的行为模式和需求，可以更好地理解用户在微电网中的角色和影响，从而更好地进行能源资源的分配和调度。

3、现有技术存在以下不足：

4、传统微电网系统缺乏智能化的决策支持，不能有效地协助用户进行最优决策，从而导致用户在能源使用和分配方面缺乏优化，影响整个微电网系统的效益，缺乏灵活的能源分配和调度机制，无法在不同用户和时段之间实现有效的能源管理，从而导致一些用户在某些时段无法获得足够的能源，同时其他区域可能存在能源浪费的情况；

5、因此，本发明提出一种微电网群发用电与交互行为建模方法及系统，协助微电网系统中的各个用户进行最优决策，在提供足够能源的同时，减少微电网系统成本和资源浪费，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供微电网群发用电与交互行为建模方法及系统，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：微电网群发用电与交互行为建模方法，所述建模方法包括以下步骤：

3、s1：获取微电网中的所有参与者信息，确定各个参与者的决策策略；

4、s2：定义各个参与者的支付函数，支付函数表示各个参与者在不同决策策略下的效用成本；

5、s3：基于纳什均衡算法结合决策策略以及支付函数寻找微电网中各个参与者的最优决策组合；

6、s4：对建立的微电网模型进行仿真分析，验证微电网模型的有效性；

7、s5：根据仿真分析结果对微电网模型进行调整优化；

8、s6：将调整优化后的微电网模型应用于实际微电网系统；

9、s7：根据微电网不同的运行场景生成相应的合作机制。

10、在一个优选的实施方式中，步骤s2中，定义各个参与者的支付函数包括以下步骤：

11、s2.1：定义用户支付函数，用户支付函数包括购买能源的成本a1、使用传统电网成本a2，表达式为：uy(a1,a2)；

12、s2.2：定义发电设备所有者支付函数，发电设备所有者的支付函数包括运营成本b1、维护费用b2、能源销售所获得的收入b3，表达式为：uf(b1,b2,b3)；

13、s2.3：定义能源存储设备所有者支付函数，能源存储设备所有者支付函数包括储能设备的购置c1、维护成本c2和损耗成本c3，表达式为：us(c1,c2,c3)；

14、s2.4：定义微电网系统管理支付函数，微电网系统管理支付函数包括能源利用效率d1、系统稳定性d2、市场运营的费用d3，表达式为：ug(d1,d2,d3)。

15、在一个优选的实施方式中，步骤s3中，基于纳什均衡算法结合决策策略以及支付函数寻找微电网中各个参与者的最优决策组合包括以下步骤：

16、s3.1：确定纳什均衡的条件，条件包括每个参与者选择的决策策略，并考虑到其他参与者的决策策略；

17、s3.2：使用混合整数线性规划算法或迭代删除算法求解各个参与者的最优决策组合，找到使得每个参与者都无法通过改变自己的决策策略而获益的状态。

18、在一个优选的实施方式中，步骤s3.2中，使用混合整数线性规划算法求解各个参与者的最优决策组合包括以下步骤：

19、s3.2.1：确定每个参与者的决策变量，定义微电网系统的目标函数；

20、s3.2.2：添加各个参与者的支付函数和其他约束条件；

21、s3.2.3：使用二进制变量表示决策变量的整数部分；

22、s3.2.4：使用混合整数线性规划求解器调用数学模型，求解问题并找到最优的决策组合，从求解器中获取最优解，包括各个参与者的最优决策策略。

23、在一个优选的实施方式中，步骤s3.2中，使用迭代删除算法求解各个参与者的最优决策组合包括以下步骤：

24、s3.2.5：初始化每个参与者所有决策策略；

25、s3.2.6：分析当前参与者的当前决策策略集合中是否存在被其他决策策略支配的决策策略；

26、s3.2.7：若当前决策策略集合中存在被其他决策策略支配的决策策略，则删除被支配的决策策略；

27、s3.2.8：重复步骤s3.2.7，直到不存在被支配的决策策略；

28、s3.2.9：确认剩余的决策策略集合中是否构成纳什均衡，若构成纳什均衡，从剩余的策略集合中获取每个参与者的最优策略。

29、在一个优选的实施方式中，步骤s4中，对建立的微电网模型进行仿真分析，验证微电网模型的有效性包括以下步骤：

30、s4.1：根据实际数据，构建不同的仿真场景，包括不同的能源需求、可再生能源变化、定价策略；

31、s4.2：在不同的仿真场景下，运行微电网模型进行仿真实验，模拟参与者的能源购买行为、发电设备的能源产生、能源存储和释放过程；

32、s4.3：评估微电网系统在不同场景下的性能；

33、s4.4：综合分析微电网模型在所有场景的性能评估结果，评估微电网模型的整体性能。

34、在一个优选的实施方式中，步骤s4.3中，评估微电网模型在不同场景下的性能包括以下步骤：

35、s4.3.1：获取微电网模型在不同场景下的成本效益指数、非可再生能源依赖指数以及碳足迹指数；

36、s4.3.2：将成本效益指数、非可再生能源依赖指数以及碳足迹指数综合计算获取性能系数xsz；

37、s4.3.3：性能系数xsz越大，微电网模型在相应场景下的性能越好。

38、在一个优选的实施方式中，步骤s4.4中，综合分析微电网模型在所有场景的性能评估结果，评估微电网模型的整体性能包括以下步骤：

39、将微电网模型进行仿真分析过程中的所有场景建立场景集合，设场景集合中的所有场景数量为n个；

40、获取微电网模型在每个场景中的性能系数xs；

41、为每个场景乘上权重系数后，综合计算所有场景的性能系数xs获取微电网模型的质量指数zls，表达式为：式中，i＝1、2、3、...n，n表示场景集合中的所有场景数量，且n为正整数，xsi表示微电网模型在第i个场景下计算得出的性能系数xs值，表示第i个场景的权重，且大于0；

42、获取微电网模型的质量指数zls后，将质量指数zls与预设的质量阈值进行对比，若质量指数zls大于等于质量阈值，分析微电网模型的整体性能好，若质量指数zls小于质量阈值，分析微电网模型的整体性能差。

43、本发明还提供微电网群发用电与交互行为建模系统，包括用户获取模块、策略获取模块、函数定义模块、模型建立模块、模型仿真模块、优化模块、集成模块、合作生成模块：

44、用户获取模块：获取微电网中的所有参与者信息；

45、策略获取模块：获取各个参与者的决策策略，决策策略包括能源的定价、购买和出售的条件以及与其他用户的协商策略；

46、函数定义模块：定义各个参与者的支付函数，支付函数表示各个参与者在不同决策策略下的效用成本；

47、模型建立模块：基于纳什均衡算法结合决策策略以及支付函数寻找微电网中各个参与者的最优决策组合，完成微电网模型的建立；

48、模型仿真模块：对建立的微电网模型进行仿真分析，验证微电网模型的有效性，包括通过使用实际数据和场景来模拟不同的情景，评估微电网模型在实际应用中的性能；

49、优化模块：根据仿真分析结果对微电网模型进行调整优化，调整优化包括调整参数、改变决策策略或者引入新的理论概念；

50、集成模块：将调整优化后的微电网模型应用于实际微电网系统，包括将微电网模型与微电网中智能调度系统的集成，进行实时的策略调整；

51、合作生成模块：根据微电网不同的运行场景生成相应的合作机制。

52、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

53、本发明通过获取微电网中的所有参与者信息，确定各个参与者的决策策略，定义各个参与者的支付函数，基于纳什均衡算法结合决策策略以及支付函数寻找微电网中各个参与者的最优决策组合，对建立的微电网模型进行仿真分析，验证微电网模型的有效性，根据仿真分析结果对微电网模型进行调整优化，将调整优化后的微电网模型应用于实际微电网系统。该建模方法协助微电网系统中的各个用户进行最优决策，从而使整个微电网系统的效益最大化，通过协调用户之间的交互行为，在提供足够能源的同时，减少微电网系统成本和资源浪费，通过智能化调度和合理的能源分配，提高微电网系统的能源利用效率，有助于减少对传统电力网络的依赖，促进可再生能源的更有效利用。