[发明专利]基于能源网络约束和多次背包问题的分布式能源交易撮合方法

说明书

本发明属于分布式能源交易领域，涉及一种基于能源网络约束和多次背包问题的分布式能源交易撮合方法，包括以下步骤：1)通过设计一种能源调度的增广优化模型，约束用户的交易量为申报量和能源网络限制量的较小值，为分布式交易添加安全校核环节；2)基于传统单次背包模型，以市场成交价值最大为目标，设计一种更符合点对点交易的多次背包模型，对多个买方和卖方进行交易撮合。本发明为能源分布式交易与实际物理调度衔接提供思路，为点对点的分布式交易市场提出普惠高效的撮合模型，对分布式能源交易与实际情况衔接具有较强参考意义。

技术领域

本发明属于分布式能源交易领域，涉及一种基于能源网络约束和多次背包问题的分布式能源交易撮合方法。

背景技术

随着分布式能源交易的逐渐推广，能源的交易环节越来越多地部署在用户之间，建立以金融为主的能源交易市场，能源网络能够根据金融市场的交易结果为用户进行实际的物理输送，大大提高了能源的流动性，促能源领域的改革发展。

但是交易与调度的匹配问题仍面临很多困难，用户之间点对点交易并不关心实际物理约束，而能源网络调度则是需要满足各个能源网络物理实现的过程，即在优化调度中严格考虑实际物理约束以及能量流约束。因此实际交易合同不一定与安全调度完全匹配，能源交易系统在设计过程中需要与调度互动，计及调度下达的约束条件。

同时分布式交易中的撮合是一个点对点的问题，如何撮合匹配并同时满足多方用户的报价需求一直未能很好解决，且传统的交易依据交易中心执行，不能保证流程清晰和安全保障，推广分布式交易就必须解决上述问题，否则普通用户与能源生产者等多元交易主体进入分布式交易市场的意愿会大大减弱，不能真正实现的分布式交易。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种基于能源网络约束和多次背包问题的分布式能源交易撮合方法，其依据区块链技术实现算法，解决现有分布式交易中存在的问题，为分布式能源交易与调度匹配和点对点交易撮合提供新的解决方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于能源网络约束和多次背包问题的分布式能源交易撮合方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)通过设计一种能源调度的增广优化模型，约束用户的交易量为申报量和能源网络限制量的较小值，为分布式交易添加安全校核环节；

2)基于传统单次背包模型，以市场成交价值最大为目标，设计一种更符合点对点交易的多次背包模型，对多个买方和卖方进行交易撮合。

进一步地，上述步骤1)中的增广优化模型为：

其中：x为系统的决策变量，y为系统的负荷和能源生产量，y^sp为合约确定的交易能源量，y＝y^sp表明系统的调度边界条件为合约确定的交易量，g_i和h_j为网络系统安全运行的等式和不等式约束条件；增广优化模型将y作为系统优化变量，考虑在已有交易量进行修正，并且保证修正量尽可能小，从而对交易的影响更小；能源网络校核后，交易的修正量只能降低或者取消交易量，而无法强制用户增加交易量，因此得到0yy^sp的约束。

优选地，上述步骤2)中多次背包模型的目标函数为：

其中：λ_d,j为第j个用户的报价，λ_g,i为第i个生产者的报价，P_d,j为第j个用户的撮合交易量，P_g,i为第i个生产者的撮合交易量，N_g和N_d分别为生产者和用户的个数，和分别为第j个用户和第i个生产者的最大可能交易量。

优选地，上述多次背包模型的求解算法描述为：