[发明专利]一种基于差分隐私机制的储能电池分布式经济调度方法

说明书

本发明公开一种基于差分隐私机制的储能电池分布式经济调度方法，属于电气工程技术领域。本发明采用基于一致性算法的分布式方法求解储能电池经济调度模型，通过迭代计算求解出社会效益最大化时各储能电池的出力。分布式方法的实现依赖于各储能与电力用户之间的通信，存在被窃取信息的危险。对所用分布式方法引入了差分隐私机制，对传输的信息进行噪声掩盖，保护了储能与电力用户的隐私信息，且加入差分隐私算法后，分布式方法迭代的收敛性不受影响。加入差分隐私算法后，分布式方法的收敛精度及隐私保护程度与所加噪声信号有关，收敛精度与隐私保护程度两者间呈负相关，可根据实际应用中对两者的要求来进行权衡。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地，涉及一种基于差分隐私机制的储能电池分布式经济调度方法。

背景技术

近年来，随着可再生能源在电力系统中的占比逐渐提升，储能在电网中也得到了越来越广泛的应用。电池储能系统具有响应速度快、调节范围广、易于双向调节的特点，可为电网提供灵活性，提高电网运行管理能力，是储能电站中的主要功率单元，其性能稳定、控制灵活、响应精准快速，相比传统的火电机组有更好的响应特性。

储能电池经济调度方法的设计依赖于通信技术，根据通信结构的不同可分为集中式方法和分布式方法。与集中式方法相比，分布式方法不依赖集中控制器，在可扩展性和灵活性方面的优势让其在经济调度中有着广泛的应用。随着分布式电源和电力用户的不断增加，在系统通信网络中传递的数据蕴含的真实信息量显著提升，由此带来的隐私保护的问题也需要引起重视。

发明内容

针对现有技术无法保证储能电池分布式经济调度方法中的隐私保护，本发明提供了一种基于差分隐私机制的储能电池分布式经济调度方法，其目的在于用分布式方法求解储能经济调度问题，并对经济调度的分布式算法中所涉及的通信信息进行噪声掩盖；在隐私信息保护程度与算法收敛精度之间进行权衡分析，既可以实现对全部隐私信息的保护，又保证了分布式经济调度算法的收敛性与收敛精度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于差分隐私机制的储能电池分布式经济调度方法，包括如下步骤：

步骤1，建立储能电池经济调度模型；

步骤2，在所建立经济调度模型的基础上，根据一致性算法设计分布式经济调度方法；

步骤3，对所提出的分布式经济调度方法引入差分隐私机制，并根据引入差分隐私机制后的迭代公式迭代求解所述储能电池经济调度模型。

进一步的，所述步骤2根据一致性算法设计分布式经济调度方法，该方法具体内容为：选取各储能电池出力的边际成本λ_i作为一致性变量，选取各储能电池的功率作为反馈变量，并设计通信网络拓扑的邻接矩阵W，根据一致性算法设计分布式算法的迭代规则，最终用于迭代求解储能经济调度模型。

进一步的，所述邻接矩阵W＝{w_ij}∈R^n×n由储能电池经济调度模型的通信链路中各节点的连接数求得，其表达式为：

其中N_i为节点i的相邻节点集合，n_i、n_j分别是节点i、j的连接数。

进一步的，根据一致性算法设计的含系数迭代的分布式算法1迭代公式如下：

p_i(t+1)＝φ(p_vi(t+1))

s_i(t+1)＝p_vi(t+1)-p_i(t+1)