1.一种基于云边协同的家庭微网自主竞价系统,其特征在于:包括家庭微网系统以及自主竞价系统;
所述家庭微网系统包括分布式发电设备、储能设备和可控负荷;其中所述分布式发电设备包括屋顶光伏发电设备、小型风力发电设备;所述储能设备包括蓄电池;所述可控负荷包括智能空调;所述屋顶光伏发电设备、小型风力发电设备、蓄电池和智能空调之间通过低压配电网馈线连接;
所述自主竞价系统通过icp/ip协议连接家庭微网系统,包括云计算模块、边缘计算模块和通信模块;所述云计算模块连接所述边缘计算模块,为云计算平台,基于一致性准则迭代竞价,获得最优交易策略;所述边缘计算模块与其对应的屋顶光伏发电设备、小型风力发电设备、蓄电池和智能空调连接,用于家庭微网预测供需能力、制定初始报价策略、并求解需求响应模型;所述通信模块用于云计算模块和边缘计算模块、边缘计算模块和分布式发电设备、储能设备和可控负荷设备之间进行信息交互。
2.一种基于云边协同的家庭微网自主竞价方法,通过权利要求1所述一种基于云边协同的家庭微网自主竞价系统实现,具体包括以下步骤;
步骤1:获取t时刻第i个家庭的家庭微网的供需能力;
所述家庭微网的供需能力包括小型风力发电机输出功率
步骤2:基于预测的家庭微网的供需能力,制定初始报价策略并构建家庭微网需求响应模型;
步骤3:云计算模块基于优先级和初始报价匹配交易方,并引入拉格朗日罚函数构建基于一致性准则的竞价模型对所述报价策略进行迭代;
步骤4:交易双方在云计算模块达成报价共识,边缘家庭微网获取最优电量交易策略及需求响应策略。
3.根据权利要求2所述的一种基于云边协同的家庭微网自主竞价方法,其特征在于,所述步骤2具体包括以下步骤:
步骤2.1:构建t时刻第i个家庭微网决策变量矢量
步骤2.2:基于决策变量构建t时刻第i个家庭微网蓄电池的容量状态
其中,η表示蓄电池自放电因数;蓄电池的容量状态及放电功率的不等式约束满足:
其中,soci,min、soci,max、ui,dis,min、ui,dis,max表示变量的边界值;
步骤2.3:基于决策变量构建t时刻第i个家庭微网室内温度状态itti
其中,τi表示第i个家庭对应的建筑热惯性因数,γi表示空调性能系数,ki表示空调输出总热量与所消耗电功率的比例常数,att表示室外环境温度;
步骤2.4:基于决策变量构建t时刻第i个家庭微网供需平衡状态
步骤2.5:利用改进的stone-geary效用函数构建t时刻第i个家庭微网的初始报价策略
其中,α、β分别表示效用系数和惩罚系数;
步骤2.6:所述家庭微网需求响应模型基于以下优化问题
其中,
4.根据权利要求2所述的一种基于云边协同的家庭微网自主竞价方法,其特征在于,所述步骤3具体包括以下步骤:
步骤3.1:云计算模块根据交易方上报的可交易电量的绝对值进行优先级排序,确定交易电量相近的双方优先匹配竞价;
步骤3.2:构建基于家庭微网需求响应模型,包括交易双方的总成本最小化问题:
其中,
步骤3.3:引入増广拉格朗日函数将所述交易双方的总成本最小化问题改写为:
其中,lρ为拉格朗日算符;yt为拉格朗日乘子;ρ>0为惩罚参数;
步骤3.4:采用交替方向乘子法将所述步骤3.3的増广拉格朗日函数分解为云边协同迭代求解交易双方最优电量交易策略及需求响应策略,即:
购买方:
出售方:
云计算模块:
其中,k为迭代次数。
5.根据权利要求2所述的一种基于云边协同的家庭微网自主竞价方法,其特征在于,所述步骤4具体包括以下步骤:
步骤4.1:经所述步骤1-3迭代后,云计算模块统计各家庭微网的余电状态,判断是否仍有请求交易的家庭微网,若是,执行步骤4.2,若否,执行步骤4.4;
步骤4.2:判断是否同时存在购买方和出售方,若是,执行步骤1-4,若否,执行步骤4.3;
步骤4.3:将余电注入主电网或向主电网购电;
步骤4.4:输出边缘家庭微网最优电量交易策略及需求响应策略。