[发明专利]一种服务碳减排的多智能体电力需求响应方法

权利要求书

1.一种服务碳减排的多智能体电力需求响应方法，其特征在于，将本地控制器嵌入每一个发电机组和需求响应弹性负荷中，根据邻接的边际成本或者需求响应边际效益来更新自己的边际成本或者边际效益；调度时，通过选择一个主发电机和主负荷判断是否增大或减小全局的边际成本或者边际效益；所述调度通过如下算法进行：

1)建立调度包括发电机组和柔性负荷的电力系统的数学模型：

前四个式子分别为主发电机的边际成本的更新公式、主负荷的边际效益的更新公式、发电机功率约束公式、弹性负荷功率约束公式；ΔP表示弹性负荷实际需求与发电机组实际出力之间的差值；τ为收敛系数，其与主发电机和主负荷的分布式优化收敛速度有关；

2)初始化收敛系数τ、弹性负荷的需求功率、发电机的输出功率等参数；

3)更新弹性负荷的需求功率、发电机的输出功率，至|ΔP|＜τ，则判断满足收敛条件。

2.根据权利要求1所述的多智能体电力需求响应方法，其特征在于，所述数学模型的建立过程为：

假设发电机组的发电成本函数、碳排放函数和需求响应的用电效益函数均为二次函数，发电机组的发电成本函数如下：

其中，α_i、β_i、γ_i为发电成本函数的常数项、一次项、二次项系数；ζ_ci、ξ_ci为发电侧碳排放二次函数的常数项、一次项、二次项系数；

需求响应的用电效益函数如下：

其中，a_j、b_j、c_j为需求侧效益函数的常数项、一次项、二次项系数；u_cj、v_cj、w_cj为需求侧碳减排二次函数的常数项、一次项、二次项系数；

多智能体需求响应是发电机和弹性需求响应在满足一系列运行约束的条件下，使整个电力系统运行的社会福利最大化优化，即：

其中，为弹性负荷j的需求功率；为发电机i的输出功率；S_G为发电机集合；S_D为弹性需求响应集合；与分别为发电机的最小和最大出力；与分别为弹性负荷的最小和最大用电功率；令λ代表等式约束对应的拉格朗日乘子，上述等式约束优化问题转化为：

对变量和λ求偏导得到最优性条件，即：

上式即协调方程，根据协调方程可得：

即经济运行的最优解是使发电机的边际成本与柔性负荷的边际效益相等，其中e表示发电机数目，r表示需求响应的数目；

设所有的需求响应与发电机组均在其功率约束范围内运行；在该一致性方法中，发电机组的边际成本与弹性负荷的边际效益如下：

将边际成本与边际效益作为一致性变量，发电机组的边际成本的更新公式为：

负荷的边际效益的更新公式为：

为了满足电力系统中的功率平衡约束式，用边际效益表示弹性负荷实际需求与发电机组实际出力之间的差值：

主发电机的边际成本的更新公式、主负荷的边际效益的更新公式分别为：

进而可知：

由此，发电机功率约束为：

弹性负荷功率约束为：

3.根据权利要求2所述的多智能体电力需求响应方法，其特征在于，所述判断满足收敛条件的过程为：

1)先根据边际成本的更新公式、边际效益的更新公式进行一致性计算；

2)然后判断是否超限值，从而选择发电机功率约束公式和弹性负荷功率约束公式中不同的取值计算ΔP值；

3)最后判断是否满足|ΔP|＜τ。