[发明专利]一种综合能源系统协同优化方法及系统

权利要求书

1.一种综合能源系统协同优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据，利用机器学习中的多元线性回归方法，建立供能成本模型、能源价格-需求模型和能源供应方商-能源服务方的收益函数模型；其中，能源供应包括直销用户渠道和能源服务方销售渠道；

通过构建的共享契约，以综合能源系统整体利润最大为目标，进行各能源参与方的能源分配，结合建立的模型，得到不同时段综合能源系统的能源最优供应量和能源参与方的最优能源获取量；

所述供能成本模型和能源价格-需求模型分别为：

上式中，以综合能源系统的历史发电量、发电成本、用电需求和渠道电价为样本数据，采用机器学习中多元函数线性回归的方法，结合最小二乘法，基于样本数据学习参数a_e,b_e,c_e,a₁,b₁,a₂,b₂，获取参数值；

所述能源供应方-能源服务方的收益函数模型中，

能源供应方的期望利润函数为：

能源服务方的期望利润函数为：

上式中，t代表一天中的时刻，是能源供应方即发电商的收益，是能源服务方即能源服务商的收益，是发电商的电能的生产成本，是能源服务商供电中断的惩罚成本，满足：

上式中，分别是发电商通过直销用户渠道销售的电价和能源服务商通过能源服务方销售渠道的销售电价，是终端用户分别通过两渠道的电需求量，表示发电商的产电量，为能源服务商的电需求量，其中，为随机变量，服从正态分布，a_e,b_e,c_e为发电机的成本系数，c表示供电中断惩罚系数，w^t是能源服务商从发电商处购电的批发价格，满足

在上述模型的基础上，采用集中式决策方法，计算综合能源系统整体的期望总利润函数的偏导数和Hessian矩阵，得到综合能源系统整体收益最大时的最优能源价格，包括以下步骤：

构建综合能源系统期望总收益函数，为：

生成综合能源系统期望总收益关于两个渠道价格的一阶偏导和Hessian矩阵，分别为：

令期望总收益函数关于各个渠道价格的一阶偏导数为零，得到集中式决策下各个渠道的最优定价，两个渠道的最优定价分别为：

所述共享契约包括：在主从博弈的基础上，考虑能源供应方和能源服务方的合作，通过引入共享因子，给出最优收益分配策略；通过构建的共享契约，使综合能源系统整体利润达到最优的同时，综合能源系统各参与方实现Pareto改进，包括以下步骤：

构建能源服务方的期望利润函数，为：

生成能源服务方关于渠道能源的一阶偏导和Hessian矩阵，分别为：

令能源服务方关于渠道能源价格一阶偏导为零，得：

当收益共享契约模型下能源服务方渠道的最优能源价格等于集中式决策方法下的最优能源价格，且能源服务方的收益在共享契约方法下不会低于主从博弈时作为跟随者的收益时，协调综合能源系统中各参与方决策，实现各参与方收益的Pareto改进，即：进而得到共享因子λ^t和最优收益分配策略F，分别为：

结合共享契约方法和用户能源需求-能源价格模型，给出不同时段能源供应方的最优能源输出量和能源服务方的最优能源获取量，分别为：