[发明专利]一种基于谈判博弈的多能源站系统经济优化运行方法

权利要求书

1.一种基于谈判博弈的多能源站系统经济优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对能源站内的设备和储能站内储能设备分别进行稳态建模，得到能源站内的能流关系和能量转化关系；

所述的对储能站内储能设备进行稳态建模，包括分别建立储电设备和储热设备的充放能模型，所述储电设备和储热设备的充放能模型结构相同，均采用如下表达式：

式中：S_stor(t+1)为t+1时刻的储电设备或储热设备的存储能量；S_stor(t)为t时刻的储电设备或储热设备的存储能量；η_sd为储电设备或储热设备的自放能系数；P_ch(t)和P_dis(t)为t时刻储电设备或储热设备的充放能功率；η_ch和η_dis为储电设备或储热设备的充放能效率；Δt为单个调度时段时长；

2)充分考虑区域综合能源系统中储能站和多个能源站间的互动影响，将多个能源站与储能站作为两个博弈参与者，分别以多个能源站的日运行费用和储能站的日效益作为各自的效用函数，构建多个能源站和储能站的谈判博弈模型，并综合考虑多个能源站、储能站和能源网的约束条件；

所述的将多个能源站与储能站作为两个博弈参与者，分别以多个能源站的日运行费用和储能站的日效益作为各自的效用函数，包括：

(2.1)储能站的效用函数

以储能站为利益主体优化调度的日效益最大为储能站的效用函数，包括储能站向多个能源站售能日收益、储能站向电网和热网以及多个能源站的购能日支出，即：

其中：N为能源站个数；C_es为储能站日收益；分别为t时刻储能站向能源网购电和购热价格；分别为t时刻储能站向多能源站的售电和购电价格；分别为t时刻储能站售热和购热价格；分别为t时刻储能站向能源站i售电和购电量以及向电网购电量；分别为t时刻储能站向能源站i售热、购热以及向热网的购热量；

(2.2)多个能源站的效用函数

多个能源站以日运行费用C_total为效用函数，由购能成本C_buy和运行成本C_op组成，具体由下式表示：

其中，P_grid、V_gas、H_heat为多个能源站向能源网日购电、购气和购热量；运行成本C_op与储能站的能量交互以及各能源站内的能源转换设备的电功率P、热功率H和冷功率C有关；C_stor为与储能站日能量交互的成本；C_mt为设备的日维护费用；C_evi为设备产生污染物的日环境惩罚费用；分别为风机、光伏、电制冷设备、微燃机、电锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机的单位功率维护成本；P_PV(t)、P_WT(t)分别为风机和光伏t时刻的实际输出功率；C_k,evi为第k类污染物的单位惩罚费用，E_k,evi为t时刻第k类污染物排放量；P_PV(t)、P_WT(t)、P_MT(t)、C_EC(t)、H_EB(t)、H_GB(t)、C_AC(t)分别为t时刻风机、光伏、燃气轮机、电制冷设备、电锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机的出力；

两个利益主体谈判博弈结果产生均衡解，使各自成本值与谈判双方自身最劣解距离最远，多个能源站和储能站的谈判博弈模型的解用最大化效用函数确定，即步骤2)所述的构建多个能源站和储能站的谈判博弈模型，表达式为：

式中，X为利益双方的帕累托前沿；f₁(x)为由多个能源站构成的利益主体的效用函数；f₂(x)为由储能站构成的利益主体的效用函数，x为多能源站和储能站设备出力以及分别与能源网的能量交互的策略；n₁为由储能站所构成的利益主体成本最低时所对应策略x下的由多个能源站所构成的利益主体的成本；n₂为由多个能源站所构的成利益主体成本最低时所对应策略x下的由储能站所构成的利益主体的成本

3)将储能站的效用函数和多个能源站的效用函数转化为单目标优化模型，利用Yalmip+Cplex对所述的单目标优化模型进行求解，得到帕累托前沿，将帕累托前沿代入多个能源站和储能站的谈判博弈模型，验证基于谈判博弈的多能源站系统经济优化运行方法的正确性和有效性。