[发明专利]基于动态能价和非合作博弈的综合能源微网群的交互方法

说明书

本发明涉及一种基于动态能价和非合作博弈的综合能源微网群的交互方法，所述交互方法步骤包括：设置包含能源交互服务商EIP的综合能源微网群能源交互策略；构建供需关系的动态能价机制；以综合能源微网运行成本最低作为优化目标，并基于多种约束条件，构建综合能源微网模型；基于综合能源微网、交互策略以及综合能源微网模型建立非合作博弈模型；所述综合能源微网群依据非合作博弈模型求解结果进行能源交互。与现有技术相比，本发明建立了综合能源微网群非合作博弈框架，将各综合能源微网视为平等参与者，能源交互价格由所有的参与者共同决定，保证了博弈过程的公平性，并设计了一种动态能价机制，激发了各微网进行综合需求响应的积极性。

技术领域

本发明涉及综合能源微网优化运行领域，尤其是涉及一种基于动态能价和非合作博弈的的综合能源微网群能源交互优化方法。

背景技术

能源是经济社会发展的物质基础。近年来，我国经济保持着稳中求进的良好发展势头。随着现代化水平的提高，人民对能源的需求量日益加大，能源供给面临挑战。因此，促进清洁能源发展、实现能源高效利用以及多能源互联的综合能源系统(Integrated EnergySystem,IES)已成为能源行业的研究热点。

目前综合能源系统主要包括两种发展形式：集中式综合能源系统和分布式综合能源系统。其中，集中式综合能源系统通常指大中型综合能源系统，在我国通常由国家出资建设和管理。分布式综合能源系统是一种布置在用户侧的能源开发和利用方式。与集中式综合能源系统相比，其具有供能灵活性大、能源利用效率高、投资相对较小等特点。而微网这一概念最早是由美国电气可靠性解决方案协会(CERTS)提出，微网由微电源和能量转换装置和负荷组成。综合能源微网(Integrated Energy Microgrid,IEM)融合了用户侧的负荷、分布式能源和广义储能装置，通过各类能源耦合设备的协调互补，可同时满足用户负荷侧的电、热、冷负荷需求。从广义上看，综合能源微网是微网概念的延伸，也是当前分布式综合能源系统最主要的利用模式。

随着综合能源微网的迅速发展，同一区域内往往存在多个综合能源微网，形成了综合能源微网群，彼此之间能源互补特性显著。因此，在综合能源微网间建立合适的能源交互模式显得十分重要。而综合能源微网群的能源交互主要表现为能源的供需互动，存在一定的合作与竞争关系。博弈论是研究多个决策主体之间的行为具有相互作用时，各决策主体如何做出有利于己之决策的一种优化理论。其中，合作博弈和非合作博弈是博弈论中典型的两种博弈模型，已逐渐应用于综合能源系统的优化运行和能量管理等领域。

在合作博弈中，各参与方通过签订强制性合约产生“合作价值”，侧重于联盟的整体收益。其中的方案包括：考虑多综合能源服务商参与日前能源交易，设计了基于合作博弈的自主撮合的能源交易方式。针对多微网交易过程中利益分配不合理的问题，提出了一种基于纳什议价方法的多微网交易机制，建立多微网合作运行模型。利用讨价还价博弈模型对多个相邻能源枢纽的能源交互进行建模，提出了一种能源协同调度框架。建立了不确定性环境下多园区级系统合作博弈模型，将分布式综合能源系统间能源交互带来的收益通过Shapley值法进行合理分配。以合作博弈为基础的能源交互模式往往更关注联盟效益的最大化以及联盟利润分配的公平性，忽略利益主体间的能源定价机制以及个体利益的最大化。在此种情况下，不能够充分刺激各利益主体对不同能源的需求进行调整(即需求响应，Demand Response)，充分发挥自身的能源调度潜力。

在非合作博弈中，各参与方更关注自身的独立性，力求自身利益最大化，忽略其合作关系。其中的方案包括：针对含电能交互的多微网综合能源系统，以多微网系统为领导者制定能源价格，各微网为跟随者做出需求响应，二者不断迭代得出最优能源价格。提出了社区能源互联网分布式能量管理模型，其中以社区运营商为领导者制定电价方案，产销者群为跟随者进行电力交易量的选择。提出一种基于主从博弈的社区综合能源系统分布式协同优化运行策略，以综合销售商为领导者制定多个能源价格，以新能源运营商和负荷聚合商为跟随者选择最合适的能源价格进行需求响应。构建一个综合能源生产销售商与多个微网之间能源交互模式，研究一种基于主从博弈的考虑热能分级的多微网分时优化市场交易机制。