[发明专利]基于博弈论的区域能源互联网规划的数学模型和规划方法

说明书

本发明涉及能源互联网规划技术领域，具体涉及一种基于博弈论的区域能源互联网规划的数学模型和规划方法，包括建立适用于博弈论规划分析的分布式电源、储能系统、冷热电联供系统的模型；将公共能源运营商、分布式能源的服务商以及用户作为博弈参与者，以规划建设容量、定价策略、用能行为作为各自的决策变量，并将设备的全寿命周期收入作为收益，建立区域能源互联网规划的不同博弈模型；根据各个参与者的决策策略建立多个模式下的具体博弈模型；通过迭代优化算法进行求解，并对比分析各种博弈模式下的Nash均衡解，最终选择各方利益最大化下的Nash均衡解作为区域能源互联网的规划方案。

技术领域

本发明涉及能源互联网规划技术领域，具体涉及一种基于博弈论的区域能源互联网规划分析方法。

背景技术

目前，我国正在有效开展绿色低碳能源体系变革发展，推动“四个革命”，建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系。推动能源消费革命，建立能权交易等机制，控制能源消费总量，有效落实节能优先方针；推动能源供给革命，建立多元供应体系，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系；推动能源技术革命，通过技术创新推进新能源开发与应用，有效提升能源发展水平；推动能源体制革命，构建有效竞争的市场结构和市场体系，形成主要由市场决定能源价格的机制。

在技术进步、能源结构调整、体制改革、环境压力等因素的推动下，能源互联网成为能源产业革命的突破口，而区域能源互联网则是其主要形式之一。区域能源网需要规划建设的内容非常多，涉及到众多利益相关方，对时间、人力、资金等方面的成本要求相当高，很少有企业能够独立进行全面布局，而往往需要开展企业间的协作。随着配电网电力改革的深入，涌现的售电公司逐渐发展为拥有分布式电源、供热、供冷等综合业务的能源服务商。分布式电源全面参与电力交易，结合用户气、冷、热、电等多种用能需求，将各种高效能源技术根据需求和技术特点进行优化组合，结合各类能源交易和增值服务，形成综合能源服务模式。

对于能源互联网的规划问题，因其能源间的耦合性、模型的非线性以及不同主体的多目标性等特点，通常采用智能算法建立多目标优化模型进行求解。但该类方法忽略了在市场经济条件下，由于综合能源服务商的投资行为导致区域能源互联网中不同主体之间的利益不同，各主体都以自身的利益为最大化采取不同的策略，即可以完全独立决策又可以同其他主体联合共同决策。这样就需要考虑不同主体之间决策的相互影响，从而制定出更合理的能源互联网规划方案。显然，现有的多目标优化规划方法无法描述多个主体之间决策行为，因此需要一种新的方法对其进行分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于博弈论的区域能源互联网规划分析方法，建立基于博弈论的区域能源互联网规划模型，分析区域能源互联网中各能源设施的容量优化配置问题，以分布式能源供应商、公共能源运营商和用户作为博弈的参与者，采用迭代搜索法求解不同博弈模式下的Nash均衡点，其结果能够保证能源的高效综合利用，提升各个参与者的综合技术经济效益。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明中所指的区域包括但不限于工业、产业、科技等园区，区域能源互联网结构，如图1所示。

1.建立基于博弈论的区域能源互联网规划的数学模型

本发明涉及的能源技术包括可再生能源发电技术、储能系统(Energy StorageSystem，简称ESS)、冷热电联供系统(Combined Cooling Heating and Power，简称CCHP)，可再生能源发电技术包括但不限于光伏发电(Photovoltaic，简称PV)、风力发电(WindTurbine，简称WT)；根据博弈理论，本模型包含了参与者集合、策略集合、收益函数、均衡等基本元素，其中：

(1)参与者集合，其包括，