[发明专利]基于双层博弈的压缩空气储能电站容量配置方法及装置

权利要求书

1.一种基于双层博弈的压缩空气储能电站容量配置方法，其特征在于，包括：

以压缩空气储能电站收益最大作为第一优化目标构建第一目标函数，并根据所述压缩空气储能电站的物理特性确定所述压缩空气储能电站的运行约束条件；

以计及弃风损失的电网收益最大作为第二优化目标构建第二目标函数，并确定电网侧约束条件；

基于所述第一目标函数、所述压缩空气储能电站的运行约束条件、所述第二目标函数和所述电网侧约束条件，以所述压缩空气储能电站作为下层主体、电网作为上层主体，构建压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型；

求解所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型，获得所述压缩空气储能电站的最优容量；

其中，以所述压缩空气储能电站作为下层主体、电网作为上层主体，构建压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型，具体为：

其中，f(x,y)表示压缩空气储能电站的收益函数，即第一目标函数，h(x,y)表示压缩空气储能电站的等式约束，g(x,y)表示压缩空气储能电站的不等式约束；F(x,y)表示电网的收益函数，即第二目标函数，H(x,y)是电网的等式约束，G(x,y)是电网的不等式约束；x，y分别为上下层主体的决策变量；

其中，所述求解所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型，获得所述压缩空气储能电站的最优容量的步骤，具体为：

采用KKT最优条件法求解所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型，获得所述压缩空气储能电站的最优容量；

其中，所述采用KKT最优条件法求解所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型，获得所述压缩空气储能电站的最优容量的步骤，具体为：

引入对偶变量，将所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型的下层目标函数利用拉格朗日函数进行等效替代，获得等式约束；

引入互补松弛条件，更新所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型的下层约束条件；

将所述等式约束、更新后的所述下层约束条件与所述压缩空气储能电站容量优化配置的双层博弈模型的上层约束条件进行组合，获得单层优化问题；

求解所述单层优化问题，获得所述压缩空气储能电站的最优容量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述压缩空气储能电站的物理特性确定所述压缩空气储能电站的运行约束条件的步骤，具体为：

根据所述压缩空气储能电站压缩过程中的物理特性，建立压缩机线性模型，确定压缩机运行约束；

根据所述压缩空气储能电站储气过程中的物理特性，建立储气室线性模型，确定储气室运行约束；

根据所述压缩空气储能电站膨胀过程中的物理特征，建立膨胀机线性模型，确定膨胀机运行约束；

确定所述压缩空气储能电站的启停运行约束。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数具体为：

其中，R_s^total表示压缩空气储能电站的总收益，R_es表示压缩空气储能电站的售电收益，R_sub表示压缩空气储能电站从电网获得的补贴收益，C_eb表示压缩空气储能电站的购电成本，C_m表示压缩空气储能电站的运行维护成本，C_st表示压缩空气储能电站的启停成本，C_cap表示压缩空气储能电站的初始投资成本，P_s^dc(t)为压缩空气储能电站在t时刻的放电功率，R(t)为t时刻的网电价格，P_s为压缩空气储能电站的容量，S_s为单位容量补贴，P_s^ch(t)为压缩空气储能电站在t时刻的充电功率，C_om为单位维护成本，C_p为单位功率投资成本，r为银行的折现率，L_s为压缩空气储能电站的寿命，T为总周期时间，C_exp为膨胀机的启动成本，为膨胀机启停变量，表示t时刻膨胀机是否启动，C_com为压缩机的启动成本，为压缩机启停变量，表示t时刻压缩机是否启动。