[发明专利]一种多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法

说明书

本发明公开了一种多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法，包括建立社区微网系统网络架构及模型；构建多社区微网系统一主多从博弈双层模型；构建多社区微网系统低碳管理框架及模型；构建上层区域调度中心优化决策模型；构建下层社区微网系统运行决策模型；依据上层区域调度中心优化决策模型与下层社区微网系统运行决策模型，构建多社区微网系统一主多从博弈优化模型；采用优化算法对一主多从博弈优化模型进行求解。本发明提出基于一主多从博弈的双层优化调度方法，以降低系统综合运行成本，实现各社区微网供需平衡的同时，协调多社区微网系统运行的经济效益与低碳效益。

技术领域

本发明涉及一种多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法，特别是涉及一种计及能源交互与碳交易的多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法，属于多社区微网系统低碳经济调度技术领域。

背景技术

科技进步、社会发展以及人口增长，促使全球能源需求急剧增加，导致以煤炭、石油为主的传统化石能源日益枯竭，伴随能源消耗产生的环境污染问题也日趋严重。此外，随着中国城镇化进程的不断加深，城市地区能源需求的急剧增加给供能基础设施的稳定运行造成巨大压力，同时日益复杂的能源需求也给以电力为核心的能源调度部门带来了巨大挑战。在上述背景下，构建以电力为中心，涵盖风电、光伏等分布式清洁能源，支持不同形式能源间相互协调配合、多能互补的城市多社区微网系统成为解决能源危机与环境问题的有效途径。但当前多社区微网系统优化调度中未充分考虑到区域整体购能成本与微网个体利益冲突关系以及碳排放权交易市场背景下终端综合能源系统碳排核算、碳排放权交易等问题。

发明内容

本发明提供了一种多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法，基于虚拟碳流与实际碳流从能量流的角度对社区微网系统碳排放源进行详细分析，并建立考虑用户侧直接碳排核算和间接碳排核算的精细化模型，在综合考虑经济效益与低碳效益的基础上构建了计及能源交互与碳交易的多社区微网系统一主多从博弈优化模型。

本发明的技术方案是：一种多社区微网系统一主多从博弈双层优化调度方法，包括：建立社区微网系统网络架构及模型；构建多社区微网系统一主多从博弈双层模型；构建多社区微网系统低碳管理框架及模型；以单个调度日区域总运行成本最小为目标，构建上层区域调度中心优化决策模型；以单个调度日社区微网运行成本最小为目标，构建下层社区微网系统运行决策模型；依据上层区域调度中心优化决策模型与下层社区微网系统运行决策模型，构建多社区微网系统一主多从博弈优化模型；采用优化算法对一主多从博弈优化模型进行求解。

所述建立社区微网系统网络架构及模型，包括：建立数据信息管理单元模型、能源供给单元模型、终端多元负荷单元模型、耦合设备单元模型、储能设备单元模型。

所述构建多社区微网系统一主多从博弈双层模型为：

博弈双层模型G中：Z为博弈主体集合，包括区域调度中心RDC及各社区微网CIES(i)；S表示博弈主体的策略集合，上层区域调度中心的运行策略集S_RDC包括各微网购能量x_buy(i)、微网i和j之间的能源交互量x_i,j、碳交易量CER_i,j信息，下层各社区微网的运行策略集S_CIES(i)包括社区微网i内设备出力x_equipment(i)及需求响应后负荷量x_load(i)参数；F为博弈主体支付函数，包括区域调度中心支付函数f_RDC和各社区微网支付函数f_CIES(i)。

所述构建多社区微网系统低碳管理框架及模型，包括：基于区域季度性的历史能耗情况由碳交易监管机构确定的区域用户初始碳排配额模型；基于碳流进行碳排放源分析建立社区微网系统碳排核算模型；以碳交易手续成本最低为目标，确保区域内社区微网间优先充分交易的碳排放权交易模型；其中，社区微网系统碳排核算模型包括直接碳排核算模型、间接碳排核算模型。