[发明专利]一种综合能源系统协同优化方法及系统

说明书

本公开提供了一种综合能源系统协同优化方法及系统，获取综合能源系统的储能数据和运行状态数据；利用获取的数据，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，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；本公开通过引入共享契约给出了收益分配规则，在能源供应方和能源服务方之间建立合作关系，避免了利润的流失，实现了综合能源系统的平衡，结合共享契约方法和能源价格‑需求模型，给出了不同时段能源供应方的最优能源供应量和能源服务方的最优获取量。

技术领域

本公开涉及能源调度技术领域，特别涉及一种综合能源系统协同优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

化石能源危机和环境污染问题日益严重，大力发展可再生能源、提高综合能源利用效率成为能源可持续发展的必然选择。区域综合能源系统作为能源互联网的基本组成部分，能够实现对不同能源(冷、热、电、气)的有效调度和高效利用，是未来能源网络的发展趋势。然而区域综合能源系统在能源生产、传输和消耗等环节均包含多个利益主体，由于在系统运行中承担的角色和利益诉求不同，区域综合能源系统内部各主体间存在调度权力差异和信息不对等的问题，如何通过需求响应和合作博弈来提高各主体的收益，通过系统多主体协同配合实现系统的运行和优化，具有重要的研究意义。

博弈论在经济学、运筹学和生物学和其他很多学科都有广泛的应用，Stackelberg博弈作为一种博弈双方地位不对等的特殊动态博弈，被广泛应用于综合能源系统、物流管理、保险精算等领域。在传统能源供应方-能源服务方构成的综合能源系统中，能源供应方可以是综合能源系统中的光伏厂、风电厂、分布式能源站等，可以生产冷、热、电能并批售给能源服务方，能源服务方将能源销售给用户，当能源服务方供能不足，造成供能短缺时，用户以相对较高的价格直接从能源供应方购能。此即构成了一类主从博弈问题，能源供应方作为领导者决定批发价格，能源服务方作为跟随者基于批发价格决定零售价格，二者具有不同的利润函数，都期望实现自身利润最大化。传统求解过程为能源供应方首先宣布一个批发价格，然后，能源服务方基于此做出合理响应，选择最优零售价格实现自身利润最大化，最后，能源供应方在了解到能源服务方的合理响应后选择最优批发价以最大化自身利润函数，此决策过程称为分散式决策。但分散式决策往往由于综合能源系统中成员不受约束，片面关注自身利润而不考虑合作，使得其与将综合能源系统成员看作一个整体，选择最优能源价格以最优化整体收益的方法，即集中式决策相比，产生边际效用，导致整体利润流失。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种综合能源系统协同优化方法及系统，通过引入共享契约给出了收益分配规则，在能源供应方和能源服务方之间建立合作关系，避免了利润的流失，实现了综合能源系统中各主体收益的Pareto优化，同时，给出了不同时段能源供应方的最优能源供应量和能源服务方的最优获取量。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种综合能源系统协同优化方法。

一种综合能源系统协同优化方法，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、能源供应方商-服务方的期望利润函数模型；

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、能源参与方的最优能源获取量；

作为可能的一些实现方式，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。

作为进一步的限定，能源供应包括直销用户渠道和能源服务方销售渠道，构建综合能源系统期望总收益函数；