[发明专利]一种基于势博弈的多能源微网分布式调度方法

说明书

本发明涉及一种基于势博弈的多能源微网分布式调度方法，能兼顾不同能源运营者的利益，提高其决策自主性，针对具有电能、气能以及G2P、P2G、储能等装置的多能源微网系统，把其调度问题建模为各子网之间的博弈问题，建立基于势博弈的多能源微网调度模型，并构造势函数。本发明使多能源微网内各子网的自主性和经济性得到有效提高，更符合实际情况，而且模型中G2P、P2G的引入能够有效提高系统整体的经济性。本发明旨在处理多能源微网调度中存在的信息复杂性和不对称问题，并实现各能源子网运营者决策的自主性，为多能源微网的管理者寻求多能源分布式调度的最优策略提供解决方案。

技术领域

本发明涉及多能源微网的分布式调度方法，具体涉及利用基于势博弈和IAPSO(Improved Agent-based Particle Swarm Optimization)的分布式算法解决多能源微网调度中存在的信息不对称问题，并实现各能源子网运营者决策的自主性，保护各决策主体的信息安全，其属于综合能源系统，博弈论，智能算法等多学科交叉领域。

背景技术

随着风力发电、光伏发电等技术的快速发展，分布式新能源的利用日益受到关注。而微电网作为分布式电源与大电网之间的桥梁，是一种将分布式电源(微电源)、储能装置、电力负荷、控制保护系统、电力电子技术以及通信技术等有效整合在一起的小型供电系统，既可脱离主网实现孤岛运行，也可通过公共连接点并网运行。而能源转换、存储技术的变革使得各类能源系统间的互补耦合运行成为可能。随着能源需求的增加和新能源装机比例的不断提升，愈加需要各种能源网络的协同运行，在能源互联网的发展背景下，多能源网络的联合调度将成为能源互联网的重要基础支撑。随着电转气(power-to-gas，P2G)、气转电(gas-to-power，G2P)技术日趋成熟，在电力系统与天然气系统间搭建起了新桥梁，使规模较大的电、气能源互联系统在多能源微网中占据举足轻重的作用，因此研究具有电能、天然气等多种能源的微网系统调度模型能够为系统降低成本、安全运行提供合理有效的决策依据，有助于综合能源系统的构建与完善。

博弈论的引入在一定程度上提高了微网中各能源运营者的自主性和智能性。博弈论是指在一定条件下，研究多个个体或团队之间相互作用的理论和方法，决策者要根据对方的决定，选择自己的最佳战略，达到利润最佳的目的。博弈根据能否达成具有约束力的协议，分为合作博弈和非合作博弈。非合作博弈主要研究在利益相互影响的局势中如何决策使自身收益最大，势博弈就是非合作博弈的一种特殊形式，其与分布式思想相契合。

目前能源互联微网中电力和天然气系统联合调度的相关研究以集中式调度为主，但集中式调度对数据的传输、通信和处理能力要求较高，且不能保护各主体的信息隐私安全，而且由于传统的各类能源存在行业壁垒，未来虽然可能出现综合能源服务公司，但仍会存在大量公司分别运营不同层级、不同类型、不同环节的能源和设备，多个运营主体存在信息不对称、决策目标各异等问题。随着能源互联规模的扩大，分布式算法对上述问题的解决能够起到积极作用。实现综合能源系统的分布式调度还有利于提高系统的运行效率和可扩展性，具有较高的研究价值，因此，如何处理多能源微网调度中存在的信息复杂性和不对称问题，成为亟待突破的关键。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明涉及一种基于势博弈的多能源微网分布式调度方法，旨在处理多能源微网调度中存在的信息复杂性和不对称问题，并实现各能源子网运营者决策的自主性，为多能源微网的管理者寻求多能源分布式调度的最优策略提供解决方案。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于势博弈的多能源微网分布式调度方法，其特征在于：构建多能源微网系统由一个电能子网和一个天然气子网组成，电能子网拥有分布式光伏资源、储能设备以及柴油发电机组，并与外部配电网相连接；气能子网拥有储气装置，并与外部天然气管道相连接；两网分别通过G2P和P2G技术实现电—气流动，并通过唯一的信息处理中心—能源路由器进行通讯，其中假设同一时段子网只能在P2G和G2P两种方式中选择其一；所述多能源微网分布式调度方法如下：