[发明专利]一种基于主从博弈的电力系统最优调度方法

说明书

本发明公开了一种基于主从博弈的电力系统最优调度方法，具体涉及电力系统调度技术领域。该方法在考虑供电系统功率平衡的基础上，以电网的购电成本最小化及各个发电厂的收益最大化作为目标函数，将各个发电厂之间出力的策略集与电网的上网电价作为决策空间，建立了一种以电网作为博弈主体，火、风、光伏电厂为博弈从体的电力调度模型，并采用布谷鸟算法来对主从博弈模型优化求解，获得最优Stackelberg‑Nash均衡解。经仿真实例验证，所提方法能在满足系统负荷需求的情况下，使电网的购电成本最小，发电厂的收益最大，减少了电网与电厂间的利益冲突，同时通过利用风、光清洁能源的互补特性，能有效的降低系统的运行成本和火电的输出功率，实现调度系统的低碳运行。

技术领域

本发明涉及电力系统调度技术领域，具体涉及一种基于主从博弈的电力系统最优调度方法。

背景技术

近年来，随着我国电力事业的快速发展和国家对新能源发电的重视，西北地区的光、风电企业得到迅猛发展，因此对于各个发电厂之间的电能调度也成为了一项重要的研究课题。不同发电系统并网和统一规划被认为是解决当前难题的有力举措，但由于目前火、风、光伏电厂与电网几个利益主体的独立规划，在造成投资浪费的同时，电力调度的利益冲突问题也没有得到解决。因此，在当前市场环境下如何实现各区域的电能联合优化调度成为了值得研究的重点问题。

电力调度是实现电能按需分配的重要环节，其目的是满足功率平衡运行约束条件下最小化系统的发电成本，它对系统的经济安全运行具有重要意义。

经对现有的文献检索发现，目前主要有以下方法来解决调度问题：

(1)通过提前进行风电预测，对风电、火电、抽水蓄能进行联合优化，从而能够降低风电的不确定性，在一定程度上减小对电网系统安全性的影响。

(2)利用概率场景来对风电与火电进行联合优化，通过选取一些常用的概率场景得出风电的不确定性来增强系统的稳定性。

(3)利用机会约束的方法来制定风、储联合调度方案，使发电稳定性得到很大程度的提高。

(4)计及发电备用风险，建立兼顾经济性和旋转备用的多目标优化调度模型，提高发电的经济性能。

综上所述，在电力系统调度的分析研究中，国内外研究学者已从多个角度入手来解决调度过程中机组出力的不确定性和环境影响问题，但是在协调调度时仍存在一些问题，如：

(1)在建立联合调度模型时，未能考虑到各发电厂和电网之间的利益冲突问题，即保证电网的购电成本最小，电厂的发电收益最大。因此在实际的调度过程中也应考虑到经济利益因素的作用。

(2)未考虑分时上网电价和各发电厂出力策略的影响。发挥分时上网电价的引导作用，可以提高环境效益，最大程度地实现经济效益和环境效益的双赢

(3)未能考虑到系统的运行可靠水平。调度系统只有保证一定的可靠性才能对其它的指标进行优化。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种将博弈理论运用到电力系统调度中，采用Stackelberg-Nash动态博弈方法，建立电网与电厂的收益模型，减少发电过程中的污染气体排放，提升环境效益的基于主从博弈的电力系统最优调度方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于主从博弈的电力系统最优调度方法，采用Stackelberg-Nash动态博弈方法，具体包括以下步骤：

步骤①：收集发电联合调度系统需要的参数和数据；

步骤②：设置优化求解过程中的相关数据和运行参数；