[发明专利]一种分布式资源P2P交易方法及系统

权利要求书

1.基于网络拓扑的考虑动态过网费收取的分布式资源P2P交易方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分布式交易平台接收参与P2P交易的用户所提交的申报信息；

步骤2：分布式交易平台根据网络拓扑结构、当前网络运行状态信息、用户节点信息、交易申报数据等参数进行交易匹配；

步骤3：根据用户初次交易匹配结果计算线路占用成本、电压调整成本以及网损成本，计算P2P交易动态过网费，根据交易信息及过网费收取结果进行最终匹配出清。

2.根据权利要求1所述的基于网络拓扑的考虑动态过网费收取的分布式资源P2P交易方法，其特征在于，所述步骤1中，参与P2P交易的用户基于自身负荷水平、购电需求或售电需求、自身在网络中所处的节点位置以及交易策略决定参与交易的申报价格与申报电量，通过电网参数及用户信息采集模块，经过授权的分布式交易平台获取以节点为单位的用户提交的报价与报量信息。

3.根据权利要求1所述的基于网络拓扑的考虑动态过网费收取的分布式资源P2P交易方法，其特征在于，所述步骤2中的交易匹配方法包括以下步骤：

步骤2-1：分布式交易平台向网络运营商采集网络拓扑结构及电网基态潮流，通过电网参数及用户信息采集模块，经过授权的分布式交易平台允许采集获取目标网络的物理参数，包括电网运行状态信息，电网基态潮流，网络拓扑结构和电网安全约束信息；

步骤2-2根据申报的电量和电价进行初次交易匹配，初次交易匹配按照时间优先、价格优先的原则进行匹配，交易平台匹配时间间隔为t，时间t内的当售方的最低报价低于买方的最高报价时则执行自动匹配出清，初次匹配的成交价格取买方报价，成交量取较小申报量，匹配成功的交易对完成出清后结束本轮虚拟交易；此时次若一方有剩余交易量，则留在本轮交易池中与其余主体继续匹配交易，直到剩余所有主体中的最高买方报价低于最低售方报价，或交易达到时间t时则结束本轮虚拟匹配交易。

4.根据权利要求1所述的基于网络拓扑的考虑动态过网费收取的分布式资源P2P交易方法，其特征在于，依据物理拓扑中不同节点注入和吸收的电量采用基于灵敏度的分析方法估算对电网的影响；所述步骤3中的线路占用成本、电压调整成本以及网损成本计算方法包括以下步骤：

步骤3-1：计算P2P交易线路占用成本

依据交易双方节点位置的电气距离、网损率及交易量建立模型；功率传输分布系数用于衡量节点间交易电量对支路潮流变化的影响；

对于一个有n个节点，l条支路的电网，根据直流潮流计算方法可得：

θ_ij＝θ_i-θ_j

式中：P_i为节点i注入功率，B_ij为节点i、j之间的电纳，θ_ij为节点i、j之间的相角差，x_ij为节点i、j间的电抗，θ_i、θ_j分别为节点i、j的相角；

上式可写成矩阵形式：

P＝Bθ

则θ＝B^-1P

式中P为n维的列向量，每行表示各节点的注入功率；B为n×n维的节点导纳矩阵；θ为表示节点电压相角的n维列向量；

根据P-Q分解法可得对于每一条支路有：

上式可以进一步写成矩阵的形式：

P_l＝B_lAθ＝B_lAB^-1P＝GP

式中：P_l为l×n维的线路潮流向量矩阵，每一行对应一条支路，每一列对应一个节点；B_l为l×l维的支路导纳对角矩阵，对角元素为对应线路的导纳；A为l×n维的支路节点关联矩阵，A矩阵中的元素表示为：

在实际计算G矩阵时考虑平衡节点：

G'＝B_lA'B'^-1

式中A'为l×(n-1)维的删去平衡节点所在列的节点关联矩阵，B'^-1为(n-1)×(n-1)维，删去平衡节点对应的行与列的节点导纳矩阵，得到的G‘矩阵为l×(n-1)维的矩阵；在后计算时需要继续扩列，在删去平衡节点的对应列补0即为新的l×n维矩阵功率注入转移系数矩阵G*；由此可以计算PTDF矩阵：

PTDF＝G^*H

H矩阵为发用电矩阵，是一个n维的列向量，H矩阵表示确定的注入和负荷节点，其元素可表示为：

节点i、j之间的电气距离可表示为：

则线路占用成本可表示为：

D_l＝γd_ijP_ij(1+η_l,loss)

式中：γ为单位距离传输单位功率的费用；η_l,loss为网损率，P_ij为两节点之间的成交量；

步骤3-2：计算P2P交易电压调整成本，在过网费中包含电网公司向发电公司支付的提供无功支撑服务，进行电压调整的成本；

节点注入功率变化对网络中各个节点电压影响的线性化近似方程可由配电网络参数、节点注入功率和电压推导得：

式中V₀、为参考节点的模值和相角，1为全1向量，Z为n阶阻抗矩阵，为节点注入功率的共轭。

且近似误差满足：

其中

式中表示A矩阵第i行。

假设平衡节点电价的模值为1，相角为0，在只考虑有功功率的情况下有：

V_i＝1(E+ZP_input)

(V_i+ΔV_i)＝1+Z(P_input+ΔP_i)

ΔV_i＝ZΔP_i

Δv＝ZH

式中：ΔV_i为电压的偏移量；ΔP_i为节点注入功率的变化量。当ΔP_i表示为发用电矩阵H时可得单位交易功率导致各节点电压偏移变化量的电压偏移矩阵Δv；P2P交易产生的电压调整成本为：

式中μ为电压单位偏移的治理成本；

步骤3-3：计算P2P交易网损成本，由支路中的功率损耗表达式：

可得当电压标幺值近似为1，即|V|＝1时有则P2P交易产生的网损成本可以表示为：

式中：P_l,k为交易引起的线路l_k潮流变化，R_l,k为线路l_k的电阻，κ为电网承担单位功率损耗所付出的成本。

步骤3-4：在计算完动态过网费之后分布式电能P2P交易平台需要对买方的报价进行更新，更新后的买方报价则为初次匹配的交易对中原买方报价扣除对应动态过网费的价格，若更新后的买方报价低于原售方报价，则原交易不达成，未成交的部分自动计入下一个时段的交易池继续执行交易。