一种基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法与流程

1.本发明涉及分布式电源及储能规划的技术领域，具体涉及一种基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法。


背景技术：

2.众所周知，传统的电力系统的主要模式是大电源(火电、水电、核电等) 通过升压后接入大电网，通过高压、超高压或特高压的输电线路将电能进行输送，再通过层层降压将电能送至各个负荷端。由此，构成了传统的电力系统的拓扑结构，也即所说的“发输变配用”系统。但随着光伏、风电等新能源为主体的新型电力系统的建设，电力系统的结构将发生深刻变化。电源的形式发生变化，风电、光伏等新能源将成为主要电源型式；其次，集中式的电源特点将变为集中式加分布式并举的型式；再次，风电、光伏发电的波动性、间歇性和随机性等特性对电网的安全稳定运行带来极大的冲击。
3.为了不断推动着配电网充分发挥地域优势建设分布式电源，分布式电源 (distributed generation，分布式电源)运行商，节能服务公司，微电网企业等社会资本也开始进入配电网领域。与传统的配电网模式不同，主动配电网中拥有不同的主体，每个主体在保证电网的安全运营的条件下追求自身收益的最大化。在市场的作用下，主动配电网中分布式资源的投资建设必须要考虑经济性才能实现可持续发展。因此，在发挥主动配电网的控制和运行能力的同时，如何在电力市场环境下实现分布式资源的最优配置以及最大化不同主体的收益，将成为主动配电网分布式电源最优配置和经济运行的关键问题之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法，可以实现在电力市场背景下分布式电源和储能的最优配置。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提供一种基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法，包括以下步骤：
7.s1、获取配电网的新能源、负荷、目录电价和拓扑数据，并基于波动特征值生成新能源出力、负荷和目录电价的典型场景；
8.(1)第d天光伏发电集群的特征向量表示为：
[0009][0010]
(2)第d天风力发电集群的特征向量表示为：
[0011][0012]
(3)第d天负荷集群的特征向量表示为：
[0013][0014]
(4)主网向主动配电网的售电目录电价可表示：
[0015][0016]
s2、构建每个分布式电源和储能规划主体的上下双层规划模型；
[0017]
(1)上层模型：对第i个分布式电源和储能规划主体，其目标函数为：
[0018][0019]
其中，
[0020]
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体投资建设光伏，风电，燃气轮机和储能的容量；
[0021]cinv_pv
,c
inv_wt
,c
inv_gt
,c
inv_ess
分别表示建设光伏，风电，燃气轮机和储能的单位容量年投资成本；
[0022]
α
pv,i,t
,α
ess,i,t
,α
wt,i,t
,α
gt,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体在t时刻根据目录电价向主动配电网的售电的光伏售电价格，储能出力售电价格，风电并网的价格，燃气轮机上网的电价；
[0023]cess,i
,c
gt,i
表示第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能和燃气轮机单位容量的运行成本；
[0024]csell,t
第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能在t时刻的充电单位成本；
[0025]
p
pv,i,t
,p
wt,i,t
,p
gt,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能在 t时刻的光伏、风电和燃气轮机的出力；
[0026]
p
essout,i,t
,p
es sin,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体在t时刻的储能的放电功率和充电功率。
[0027]
约束条件：
[0028]
1)由于每个分布式电源和储能规划主体的投资建设能力有差别，建设容量的约束可表示为：
[0029][0030]
其中，和分别表示第i个分布式电源和储能规划主体的最大建设光伏、风电、燃气轮机和储能的容量。
[0031]
2)目录电价的约束，规划主体向主动配电网的售电电价，只能在一定的范围内上下波动。
[0032][0033]
其中，α
pv,i,t,max
、α
wt,i,t,max
、α
pv,i,t,max
和α
ess,i,t,max
分别表示规划主体i在t 时刻光伏、风电、燃气轮机和储能的售电电价的最大限值。
[0034]
(2)下层模型：主动配电网主体接收到上层中各规划主体的建设信息和售电价格信息后以自身年运行成本最小为目标，决策从各分布式电源和储能规划主体的购电电量和向主网的购电量。下层问题的目标函数如下：
[0035][0036]
其中，p
grid,t
,p
load,t
分别表示主动配电网在t时刻向主网的购电量和向负荷的送电量；
[0037]cbuy,t
表示主网在t时刻向主动配电网送电的目录电价。
[0038]
下层模型的约束如下：
[0039]
1)线性化潮流约束：
[0040][0041][0042][0043][0044][0045]
其中，
[0046]
ne为配电系统的节点数量；
[0047]
p
i,t
和q
i,t
分别为t时刻节点i的注入有功功率和无功功率；
[0048]vi,t
和θ
i,t
分别为t时刻节点i的电压幅值和相角的标么值；
[0049]
p
ij,t
和q
ij,t
分别为t时刻支路的有功和无功潮流标幺值；
[0050]rij
和x
ij
分别为t时刻支路ij的电阻和电抗标幺值。
[0051]
2)线路功率和电压越限约束为：
[0052][0053][0054][0055]
其中，
[0056]
p
ij,max
、p
ij,min
和q
ij,max
、q
ij,min
分别为支路ij的有功功率和无功功率传输的上下限；
[0057]vi,max
、v
i,min
分别为节点电压的上下限。
[0058]
3)主动配电网主体向分布式电源和储能规划主体的购电量约束为：
[0059][0060][0061][0062]
4)储能的运行约束：
[0063][0064][0065][0066][0067][0068][0069][0070]
其中，
[0071]eess,i,t
和soc
i,t
分别为规划主体i在t时刻储能的剩余电量和荷电状态；
[0072]
soc
min,i
、soc
max,i
分别为规划主体i的储能的荷电状态最小值和最大值，储能的初始时刻的荷电状态soc
0,i
与最后时刻的荷电状态soc
t,i
相同；
[0073]
η为储能的充放电效率；
[0074]
x
out,i
,x
in,i
分别为规划主体i的储能充放电状态的指示变量，它们为0-1变量。
[0075]
s3、采用原—对偶方法将每个双层规划模型转化为单层的均衡约束规划问题，并将所有单层的均衡约束规划问题组成带均衡约束的均衡问题；
[0076]
s4、通过求解带均衡约束的均衡问题得到一个纳什均衡解，利用纳什均衡解得到分布式电源和储能的规划方案。
[0077]
进一步的，所述通过求解带均衡约束的均衡问题得到一个纳什均衡解具体包括：
[0078]
通过带均衡约束的均衡问题中的每个均衡约束规划问题进行线性处理；
[0079]
并利用每个均衡约束规划问题的kkt条件进行转换，得到具有强稳定性条件的带均衡约束的均衡问题；
[0080]
通过求解具有强稳定性条件的带均衡约束的均衡问题得到纳什均衡解。
[0081]
进一步的，所述采用原—对偶方法将每个双层规划转化为单层的均衡约束规划问题具体指对每个双层规划模型的下层模型采用原-对偶方法，将每个双层规划模型转换为单层的均衡约束规划问题。
[0082]
进一步的，所述构建每个分布式电源和储能规划主体的上下双层规划模型包括：
[0083]
构建以分布式电源和储能规划主体收益最大为上层模型，具体为分布式电源和储能规划主体对分布式电源的规划建设容量的建设费用和分布式电源和储能规划主体向主动配电网的售电报价收益；
[0084]
构建主动配电网主体的年运行成本最小的下层模型，具体为主动配电网主体根据目录电价向用户售电收益和向分布式电源和储能规划主体支付的购电成本。
[0085]
进一步的，所述获取配电网的新能源、负荷、目录电价和配电网拓扑数据，并基于波动特征值生成新能源出力、负荷和目录电价的典型场景具体包括：
[0086]
获取配电网的新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线的历史数据；
[0087]
从新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线中分别得到新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量；
[0088]
将新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量作为聚类的元素；
[0089]
利用新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量进行聚类处理，得到典型新能源出力、负荷和目录电价曲线。
[0090]
本发明的有益效果：
[0091]
1.本发明通过建立的分布式电源和储能的上下双层规划模型将多规划主体之间的竞争考虑到了主动配电网的规划和运行中，通过求解该模型即可得到分布式电源和储能的协同规划方案。其克服了以往传统配电网顶层设计投资规划建设的弊端，引入了市场竞争机制，有利于调动分布式电源和储能规划主体建设电网的积极性。
[0092]
2.本发明通过采用同步的方法对该双层规划模型问题进行求解，即对多个分布式电源运营厂商的均衡约束规划问题一起求解，避免了由于模型变量的数量庞大和约束的条件众多造成的对角化中的繁杂迭代的问题，大大的缩短了计算的时间。
[0093]
3.本发明通过对新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线采用波动特征值的典型场景生成方法，实现更高的精确性。
附图说明
[0094]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0095]
图1为基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法的步骤示意图；
[0096]
图2为本发明实施例的双层规划模型的框架示意图；
[0097]
图3为本发明实施例的双层规划模型转换为单层mpec问题的示意图；
[0098]
图4为本发明实施例中每个mpec问题构成的epec问题的示意图；
[0099]
图5为本发明实施例中epec转化为强稳定性条件的epec问题的示意图。
[0100]
图6为本发明实施例中典型日风电出力曲线示意图；
[0101]
图7为本发明实施例中典型日光伏出力曲线示意图；
[0102]
图8为本发明实施例中典型日负荷出力曲线示意图；
[0103]
图9为本发明实施例中典型日目录电价曲线示意图。
具体实施方式
[0104]
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0105]
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0106]
请参阅图1，本发明提供一种基于纳什均衡的分布式电源及储能的协同规划方法，包括以下步骤：
[0107]
步骤s1、获取配电网的新能源、负荷、目录电价和拓扑数据，并基于波动特征值生成新能源出力、负荷和目录电价的典型场景；
[0108]
需要说明的是，本技术中的目录电价是指机构发布的分时目录电价(简称目录电价，该电价只能在一定的范围内上下波动)后述不在重复赘述。
[0109]
由于新能源出力和负荷具有不确定性，且主网的电价每日也会呈现出一定的波动性，因此需要建立新能源出力、负荷以及电价波动的典型场景。由于光伏发电、风力发电、常规负荷和电价的日曲线维度高，并且不同天的曲线差异较大，所以采用基于波动特征值的典型场景生成方法，以新能源、负荷以及电价的曲线的波动特征向量作为聚类的元素，降低聚类元素的维度。
[0110]
获取光伏发电、风力发电、负荷以及目录电价的历史数据，进行如下数据处理：
[0111]
(1)第d天光伏发电集群的特征向量表示为：
[0112][0113]
特征值可以通过光伏发电曲线的波动率和相对峰谷差来描述。
[0114]
(2)第d天风力发电集群的特征向量表示为：
[0115][0116]
描述方式同理于光伏特征向量。
[0117]
(3)第d天负荷集群的特征向量表示为：
[0118]
[0119]
其中，可以用日最大负荷、日最小负荷、日平均负荷、日峰谷差等常规负荷特性指标描述，或利用实用系数、阶段系数、负荷密度等描述负荷特征。
[0120]
(4)主网向主动配电网的售电目录电价可表示：
[0121][0122]
其中，特征值可以通过历史的目录电价的波动情况，和峰谷价差来描述。
[0123]
将光伏发电、风力发电、负荷曲线以及目录电价波动的特征向量进行聚类处理，得到典型日风、光、负荷以及目录电价曲线。
[0124]
步骤s2、构建每个分布式电源运营主体的上下双层规划模型；
[0125]
本发明中的分布式电源包括，光伏，风电，燃气轮机等。在一个主动配电网中，配电网运营主体不是分布式电源和储能的规划者，而是分布式电源和储能规划的引导者。主动配电网中的分布式电源和储能规划主体受到分布式电源和储能规划主体的激励，根据自身的投资建设能力进行分布式电源和储能的规划建设。
[0126]
在双层模型中，上层模型的主体为分布式电源和储能规划主体，下层模型的主体为主动配电网运营主体。上层的分布式电源和储能规划主体决策建设分布式电源和储能的容量以及向主动配电网的售电目录电价，该电价在一定的范围内波动，上层的分布式电源和储能规划主体通过对分布式电源和储能投资建设使自身收益最大，即成本最小；下层的主动配电网运营主体决策分别从各个主体中的购电量来使成本自身年运行成本最低。当主动配电网中存在多个分布式电源和储能规划主体时需对每一个分布式电源和储能规划主体建立双层规划模型，每个分布式电源和储能规划主体的双层模型如下。
[0127]
上层模型如上所述，为构建以分布式电源和储能规划主体收益最大为上层模型，具体为分布式电源和储能规划主体对分布式电源的规划建设容量的建设费用和分布式电源和储能规划主体向主动配电网的售电报价收益；
[0128]
(1)上层模型：对第i个分布式电源和储能规划主体，其目标函数为：
[0129][0130]
其中，
[0131]
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体投资建设光伏，风电，燃气轮机和储能的容量；
[0132]cinv_pv
,c
inv_wt
,c
inv_gt
,c
inv_ess
分别表示建设光伏，风电，燃气轮机和储能的单位容量年投资成本；
[0133]
α
pv,i,t
,α
ess,i,t
,α
wt,i,t
,α
gi,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体在t时刻根据目录电价向主动配电网的售电的光伏售电价格，储能出力售电价格，风电并网的价格，燃气轮机上网的电价；
[0134]cess,i
,c
gt,i
表示第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能和燃气轮机单位容量的运行成本；
[0135]csell,t
第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能在t时刻的充电单位成本；
[0136]
p
pv,i,t
,p
wt,i,t
,p
gt,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体建设的储能在 t时刻的光伏、风电和燃气轮机的出力；
[0137]
p
essout,i,t
,p
es sin,i,t
分别表示第i个分布式电源和储能规划主体在t时刻的储能的放电功率和充电功率。
[0138]
约束条件：
[0139]
1)由于每个分布式电源和储能规划主体的投资建设能力有差别，建设容量的约束可表示为：
[0140][0141]
其中，和分别表示第i个分布式电源和储能规划主体的最大建设光伏、风电、燃气轮机和储能的容量。
[0142]
2)目录电价的约束，规划主体向主动配电网的售电电价，只能在一定的范围内上下波动。
[0143][0144]
其中，α
pv,i,t,max
、α
wt,i,t,max
、α
pv,i,t,max
和α
ess,i,t,max
分别表示规划主体i在t 时刻光伏、风电、燃气轮机和储能的售电电价的最大限值。
[0145]
需要说明的是，本技术中售电报价指机构发布的分时目录电价进行售电报价，后述不在赘述。
[0146]
下层模型如前所述，为构建主动配电网主体的年运行成本最小的下层模型，具体为主动配电网主体根据目录电价向用户售电收益和向分布式电源和储能规划主体支付的购电成本。
[0147]
(2)下层模型：主动配电网主体接收到上层中各规划主体的建设信息和售电价格信息后以自身年运行成本最小为目标，决策从各分布式电源和储能规划主体的购电电量和向主网的购电量。下层问题的目标函数如下：
[0148][0149]
其中，p
grid,t
,p
load,t
分别表示主动配电网在t时刻向主网的购电量和向负荷的送电量；
[0150]cbuy,t
表示主网在t时刻向主动配电网送电的目录电价。
[0151]
下层模型的约束如下：
[0152]
5)线性化潮流约束：
[0153][0154][0155][0156][0157][0158]
其中，
[0159]
ne为配电系统的节点数量；
[0160]
p
i,t
和q
i,t
分别为t时刻节点i的注入有功功率和无功功率；
[0161]vi,t
和θ
i,t
分别为t时刻节点i的电压幅值和相角的标么值；
[0162]
p
ij,t
和q
ij,t
分别为t时刻支路的有功和无功潮流标幺值；
[0163]rij
和x
ij
分别为t时刻支路ij的电阻和电抗标幺值。
[0164]
6)线路功率和电压越限约束为：
[0165][0166][0167][0168]
其中，
[0169]
p
ij,max
、p
ij,min
和q
ij,max
、q
ij,min
分别为支路ij的有功功率和无功功率传输的上下限；
[0170]vi,max
、v
i,min
分别为节点电压的上下限。
[0171]
7)主动配电网主体向分布式电源和储能规划主体的购电量约束为：
[0172][0173][0174][0175]
8)储能的运行约束：
[0176][0177][0178][0179][0180][0181][0182][0183]
其中，
[0184]eess,i,t
和soc
i,t
分别为规划主体i在t时刻储能的剩余电量和荷电状态；
[0185]
soc
min,i
、soc
max,i
分别为规划主体i的储能的荷电状态最小值和最大值，储能的初始时刻的荷电状态soc
0,i
与最后时刻的荷电状态soc
t,i
相同；
[0186]
η为储能的充放电效率；
[0187]
x
out,i
,x
in,i
分别为规划主体i的储能充放电状态的指示变量，它们为0-1变量。
[0188]
步骤s3、采用原—对偶方法将每个双层规划模型转化为单层的均衡约束规划问题，并将所有单层的均衡约束规划问题组成带均衡约束的均衡问题。
[0189]
引入了多个分布式电源和储能规划主体对分布式电源以及储能进行规划建设，多个分布式电源和储能规划主体相互竞争并与分布式电源和储能规划主体进行以实现收益最大化。
[0190]
步骤s4、通过求解带均衡约束的均衡问题得到一个纳什均衡解，利用纳什均衡解得到分布式电源和储能的规划方案。
[0191]
利用求解器进行求解，得到该双层规划问题的纳什均衡解，并利用纳什均衡解得到不同分布式电源运营主体的规划决策结果，进而得到分布式电源和储能的规划方案。
[0192]
进一步的，本技术的一种优选实施方式中，所述通过求解带均衡约束的均衡问题得到一个纳什均衡解具体包括：
[0193]
通过带均衡约束的均衡问题中的每个均衡约束规划问题进行线性处理；
[0194]
并利用每个均衡约束规划问题的kkt条件进行转换，得到具有强稳定性条件的带均衡约束的均衡问题；
[0195]
通过求解具有强稳定性条件的带均衡约束的均衡问题得到纳什均衡解。
[0196]
进一步的，本技术的一种优选实施方式中，所述采用原—对偶方法将每个双层规划模型转化为单层的均衡约束规划问题具体指对每个双层规划模型的下层模型采用原-对偶方法，将每个双层规划模型转换为单层的均衡约束规划问题。
[0197]
进一步的，本技术的一种优选实施方式中，所述获取配电网的新能源、负荷、目录电价和配电网拓扑数据，并基于波动特征值生成新能源出力、负荷和目录电价的典型场景具体包括：
[0198]
获取配电网的新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线的历史数据；
[0199]
新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线历史数据可以从配电网的运行数据库中进行获取，并进行相应的数据处理，得到符合本发明中需要的数据类型。
[0200]
从新能源发电曲线、负荷曲线和目录电价曲线中分别得到新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量；
[0201]
新能源发电曲线包括风能发电、光伏发电等新能源发电集群的特征向量，特征值可以通过光伏发电曲线的波动率和相对峰谷差来描述；负荷集群的特征向量，可以用日最大负荷、日最小负荷、日平均负荷、日峰谷差等常规负荷特性指标描述。
[0202]
将新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量作为聚类的元素；
[0203]
利用新能源发电曲线的波动特征向量、负荷曲线的波动特征向量和目录电价曲线的波动特征向量进行聚类处理，得到典型新能源出力、负荷和目录电价曲线。
[0204]
请参阅图2-图9，为了更好的阐述本发明，现以假设市场中有两个分布式电源运营厂商(包括第一分布式电源和储能规划主体和第二分布式电源和储能规划主体)为例进行详细的举例说明：
[0205]
其中，第一分布式电源和储能规划主体拥有1000kw的光伏装机投资能力，拥有400kw的风机机组的装机投资能力和100kw的燃气轮机装机投资能力；第二分布式电源和储能规划主体拥有200kw的光伏装机投资能力，拥有500kw的储能投资建设能力和400kw的燃气轮机建设能力。其中，分布式电源包括光伏、风能和燃气轮机。
[0206]
步骤一、进行典型场景的划分
[0207]
获取伏发电、风力发电、负荷以及目录电价的历史数据，进行如下数据处理：
[0208]
(1)第d天光伏发电集群的特征向量表示为：
[0209][0210]
特征值可以通过光伏发电曲线的波动率和相对峰谷差来描述。
[0211]
(2)第d天风力发电集群的特征向量表示为：
[0212][0213]
描述方式同理于光伏特征向量。
[0214]
(3)第d天负荷集群的特征向量表示为：
[0215][0216]
其中，可以用日最大负荷、日最小负荷、日平均负荷、日峰谷差等常规负荷特性指标描述，或利用实用系数、阶段系数、负荷密度等描述负荷特征。
[0217]
(4)主网的售电电价可表示：
[0218][0219]
将光伏发电、风力发电、负荷曲线以及目录电价波动的特征向量进行聚类处理，得到典型日风、光、负荷以及目录电价的曲线，分别如图6-9所示。
[0220]
步骤二、分布式电源和储能规划主体的上下双层规划模型构建
[0221]
(1)上层规划模型构建
[0222]
第一分布式电源和储能规划主体的上层规划模型表示为：
[0223][0224]
其中，
[0225]
α
pv1,t
,α
wt1,t
,α
gt1,t
和p
pv1,t
,p
wt1,t
,p
gt1,t
依次为第一分布式电源和储能规划主体在t时刻向主动配电网的售电电价和售电量；
[0226]cgt
、c
inv_pv
、c
inv_wt
、c
inv_gt
依次为燃气轮机的运行成本、光伏的年投资成本、风电的年投资成本、燃气轮机的年投资成本，其都是固定值；
[0227]
依次为光伏的建设容量、风电的建设容量、燃气轮机的建设容量。
[0228]
第一分布式电源和储能规划主体的建设容量约束如下：
[0229][0230]
同理，第二分布式电源和储能规划主体的上层规划模型表示为：
[0231][0232]
其中，
[0233]
α
pv2,t
,α
ess,t
,α
gt2,t
和p
pv2,t
,p
essout,t
,p
gt2,t
依次为第二分布式电源和储能规划主体在t时刻向主动配电网的售电电价和售电量；
[0234]cgt
、c
inv_pv
、c
inv_ess
、c
inv_gt
依次为燃气轮机的运行成本、光伏的年投资成本、储能的年投资成本、燃气轮机的年投资成本，其均为固定值；
[0235]
依次为第二分布式电源和储能规划主体的光伏的建设容量、储能的建设容量、燃气轮机的建设容量；
[0236]cess
为储能的单位发电的成本；
[0237]csell,t
为t时刻主动配电网的售电电价；
[0238]
p
es sin,t
为t时刻储能的充电功率；
[0239]
第二分布式电源和储能规划主体的约束为：
[0240][0241]
(2)下层规划模型构建
[0242]
下层模型的目标函数如下式表示：
[0243][0244]
其中，
[0245]csell,t
和c
buy,t
分别为主动配电网主体在t时刻向用户的售电目录电价和主网在t时刻向配网的售电目录电价；
[0246]
p
pv1,t
、p
wt1,t
、p
gt1,t
为分布式电源和储能规划主体主体在t时刻向第一分布式电源和储能规划主体的光伏发电、风力发电以及燃气轮机的购电量。
[0247]
p
pv2,t
、p
essout2,t
、p
gt2,t
为分布式电源和储能规划主体在t时刻向第二分布式电源和储能规划主体的光伏发电、储能以及燃气轮机的购电量；
[0248]
p
essin2,t
为第二分布式电源和储能规划主体的储能在t时刻的充电功率。
[0249]
步骤三、对双层规划模型进行求解
[0250]
步骤二中构建的双层规划模是混合整数线性规划模型(milp)，每一个分布式电源和储能规划主体都有一个双层问题，它们通过解决它们各自的双层问题来获得最有利的投资提供决策。每个分布式电源和储能规划主体的双层模型中的每个下层问题都需要用其等效的最优性条件所取代。具体求解如下：
[0251]
由于双层模型的下层问题是一个线性的凸问题，如图3所示，通过原-对偶转换将双层问题转化为一个单层的均衡约束规划问题(mpec)，此时两个mpec 问题构成了一个带均衡约束的均衡问题(epec)，如图4所示；
[0252]
对epec问题中的每个mpec进行线性化处理后，求对每一个mpec用其 kkt(karush-kuhn-tucke)条件进行转换，可以获得具有强稳定性条件的epec 问题，如图5所示。
[0253]
利用商业求解器求解该epec问题就可以获得纳什均衡的解，这样就得到双层模型规划的结果，通过对结果进行分析得到最终的分布式电源和储能的规划方案和分布式运营商的定价策略。
[0254]
本发明与传统的配电网分布式电源和储能规划不同，分布式电源和储能规划主体不进行分布式电源和储能的直接规划，而是作为一个市场的引导者，刺激分布式电源和储能规划主体进行投资建设。本发明的模型中引入了多个分布式电源和储能规划主体对分布
式电源以及储能进行规划建设，多个分布式电源和储能规划主体相互竞争并与分布式电源和储能规划主体进行博弈以实现收益最大化。在配电系统中引入市场的竞争，有利于发挥市场优化配置资源的作用，实现配电网分布式资源发电的规划配置。将主动配电网分布式电源规划和运行相结合，不同规划主体的相互博弈可以形成主动配电网中各规划主体的规划和运行策略，充分调动不同规划主体参与建设电网的积极性。
[0255]
显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，且以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。