[发明专利]一种基于博弈论的耦合系统可靠性评估方法

说明书

本发明公开一种基于博弈论的耦合系统可靠性评估方法，1)获取电力系统数据；2)建立耦合系统与其他经营主体的主从博弈模型，确定耦合系统的合约电量及报价；3)基于耦合系统的合约电量，对耦合系统的合约电量进行分解，得到合约电量分解结果；建立耦合系统内部机组协同优化调度模型，并确定各机组的出力；4)基于耦合系统的合约电量分解结果和机组出力，计算耦合系统可用容量；并根据耦合系统的可用容量计算耦合系统的可靠性指标。本发明充分考虑电力市场背景下，耦合系统内部协同和外部博弈关系，通过合理调节耦合系统的售电报价和内部机组出力，可以有效提高耦合系统的经济性。

技术领域

本发明涉及含新能源的电力系统经济性和可靠性分析领域，具体是一种基于博弈论的耦合系统可靠性评估方法。

背景技术

可再生能源高比例接入的灵活性需求主要依靠火电机组，灵活资源的匮乏制约了电网中新能源的大规模发展。北方电网中普遍存在火电与可再生能源在统一并网点可集成为耦合系统的情况，可充分发挥可再生能源与火电互补优势，提高系统灵活性和可再生能源消纳能力。另外电力市场的发展，也为发电成本较低的耦合系统提供了发展机遇。因此，深入挖掘耦合系统的经济效益提升和多能配合潜力具有重要意义。

为实现在电力市场环境下，耦合系统发电的协调规划运行，需要利用随机生产模拟方法来分析耦合系统参与电力市场交易时的经济性和可靠性。当耦合系统参与电力市场时，由于其结构的特殊性，在对外作为一个可控电源与其他运营主体竞争的同时，还要考虑内部机组的协同配合策略对其利益的影响，从而制定合理的交易调度策略。目前随机生产模拟方法，大多都规定了机组按照既定调度策略进行加载，并没有考虑电力市场对机组调度策略的影响，因此无法准确评估电力市场环境下，机组运行对系统的影响。而耦合系统参与电力市场具有巨大的经济提升潜力。因此探讨耦合系统参与电力市场时的随机生产模拟方法是极其必要且富有实际应用价值的。然而，目前尚未见到一种基于博弈论的耦合系统可靠性评估方法的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于博弈论的耦合系统可靠性评估方法，包括以下步骤：

1)获取电力系统数据。

所述电力系统数据包括负荷数据、可再生能源出力数据、各机组属性参数以及电价信息。

2)建立耦合系统与其他经营主体的主从博弈模型，确定耦合系统的合约电量及报价。

所述主从博弈模型包括电网上层购电模型和发电商下层售电模型。

其中，所述电网上层购电模型根据发电商的报价确定各发电商的合约电量。发电商下层售电模型根据电网的购电量、各发电商报价策略确定每个发电商的最优报价。

所述电网上层购电模型的目标函数如下所示：

式中，C为电网的购电成本，T为合约周期。N为发电商个数。 A_i,t为t时刻发电商i的初始报价，由下层发电商反馈给电网。B_i为发电商i电价的增长系数。Q_i,t为t时刻电网从发电商i购买的电量， Q_i,t是电网的决策变量。

所述电网上层购电模型的约束条件包括供需平衡约束和购电量约束。

电网购电供需平衡约束如下所示：

式中，E_G,t为t时刻电网预测负荷。

电网购电量约束如下所示：

式中，分别为发电商i的最小、最大发电量。

所述发电商下层售电模型包括耦合系统售电模型发电商售电模型和耦合系统售电模型。所述耦合系统包括火电和可再生能源。