一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法的制作方法

本发明涉及一种电能共享方法。

背景技术：

1、电动汽车参与的共享储能的商业模式，不仅仅需要考虑共享储能运营商的收益，还需要考虑共享储能使用者的利益，这样才可以实现各个市场主体自觉维护该商业模式，并促进其发展；而现有的多微电网参与的共享储能运营模式运营效率低，无法满足客户需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的多微电网参与的共享储能运营模式运营储能利用效率低的问题，提出了一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法。

2、本发明所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，该混合博弈算法包括以下步骤：

3、首先，建立多微电网参与共享储能的混合博弈模型；

4、其次，基于纳什谈判理论处理多个微电网用户间的合作博弈问题，将合作博弈问题分成多微电网用户效益最大化问题和合作分配收益问题；

5、再次，以共享储能运营商为引导者，多微电网用户作为跟随者进行主从博弈，其中共享储能运营商以自身效益最大为目标，多微电网用户以运行成本最低为目标，最终获取共享储能运营商的储能配置情况，多微电网用户的售购电量，微电网用户间的交易电量以及自身机组出力情况；

6、最后，依据微电网用户间的交易电量情况，基于纳什谈判理论对合作收益进行分配，最终计算获得微电网间用户电能交易价格，实现对合作收益的合理分配。

7、进一步的，混合博弈模型该模型主要分为两个阶段；

8、第一阶段为：共享储能运营商与多微电网用户之间的主从博弈，共享储能运营商配置的储能容量情况会依据多微电网用户所提供的储能资源需求进行调整以最大化自身的收益，并将其配置的储能容量发送给第二阶段；

9、第二阶段为：微电网用户之间的合作博弈模型，依据第一阶段计算得到的储能容量，计算出合适的微电网间电能交易的电量和电价，通过确保合作效益最大化的基础上使得各个联盟成员通过合作获取收益，并且将向共享储能运营商售购电量发送回第一阶段。

10、进一步的，微电网间通过交易来实现电能共享关系，其中电能交易需要满足交易量在限制范围之内，并且微电网间的电能交易量需满足平衡关系，即：

11、

12、

13、式中，为微电网用户间电能最大交易功率；

14、为微电网j在t时段向微电网i交易功率；

15、为微电网i在t时段向微电网j交易功率。

16、进一步的，纳什谈判理论为：

17、

18、式中，un为主体n参与谈判合作后获取的收益；为主体n的纳什谈判破裂点；

19、纳什谈判的解只包含比谈判破裂点更优的收益，如此，保障各个主体之间的利益，模型进一步转化成下式：

20、

21、进一步的，关于合作博弈问题分成多微电网用户效益最大化问的目标函数和约束条件为：

22、

23、其中，为微电网i的运行成本。

24、进一步的，关于合作分配收益问题的目标函数和约束条件为：

25、

26、式中，为微电网i在t时刻向微电网j的售购电价。

27、进一步的，获得微电网间电能交易价格的具体方法为：

28、对于不同的微电网用户来说，例如微电网i与微电网j，其模型当中的电能交易价格与相互耦合，需要对其进行解耦来保障各微电网间相互交易电价相等，即：

29、

30、式中，为微电网i与微电网j间电能交易价格的共享变量；

31、由于共享变量的存在，模型难以直接进行求解；因此使用admm算法将复杂的问题分解为多个小问题，通过求解单个变量简化运算；此外，该算法在进行求解时由于分别对各个主体进行最优求解，各个市场主体不知道对方的行为，因此，admm算法主要求解如下问题：

32、

33、式中，x为第一决策变量；z为第二决策变量；a为第一系统参数b为第二系统参数；c为第三系统参数；

34、其中对应的增广拉格朗日函数为：

35、

36、式中，λ为拉格朗日乘子；ρ为惩罚因子；

37、通过对式(5-6)目标函数取相反数，运用admm算法对其进行分解得到模型的目标函数和约束条件为：

38、

39、式中，为在t时刻中微电网i向微电网j交互时的拉格朗日乘子；

40、依据电能交易问题模型，构建出考虑微电网用户自身收益最大化的优化问题，其中该问题迭代公式表示为：

41、

42、

43、式中，为在t时刻经k+1次迭代微电网i向微电网j交互时的拉格朗日乘子；为在t时刻经k次迭代微电网i向微电网j交互时的拉格朗日乘子；ξ为收敛精度；

44、通过式(5-11)进行迭代后，当满足式(5-12)的收敛条件时迭代停止，获得微电网间电能交易价格。

45、本发明的有益效果为：通过构建出电能共享交易运行模式，确保多微网用户的经济运行，并通过合作博弈将合作产生的收益进行合理分配；该模式有利于促进共享储能市场化，提高了储能利用效率，加强共享储能用户之间的合作交流，实现用户之间的电能共享。

技术特征：

1.一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，该混合博弈算法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，混合博弈模型该模型主要分为两个阶段；

3.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，微电网间通过交易来实现电能共享关系，其中电能交易需要满足交易量在限制范围之内，并且微电网间的电能交易量需满足平衡关系，即：

4.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，纳什谈判理论为：

5.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，关于合作博弈问题分成多微电网用户效益最大化问的目标函数和约束条件为：

6.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，关于合作分配收益问题的目标函数和约束条件为：

7.根据权利要求1所述的一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，其特征在于，获得微电网间电能交易价格的具体方法为：

技术总结
一种多微电网参与共享储能的混合博弈算法，涉及一种电能共享方法，为了解决现有的多微电网参与的共享储能运营模式运营储能利用效率低的问题。本发明通过建立多微电网参与共享储能的混合博弈模型；基于纳什谈判理论处理多个微电网用户间的合作博弈问题，将合作博弈问题分成多微电网用户效益最大化问题和合作分配收益问题；以共享储能运营商为引导者，多微电网用户作为跟随者进行主从博弈，依据微电网用户间的交易电量情况，基于纳什谈判理论对合作收益进行分配，最终计算获得微电网间用户电能交易价格，实现对合作收益的合理分配。有益效果为提高了储能利用效率。

技术研发人员：王莹,华科,边二曼,袁百慧,项雯,王妍,王智超,左峰,吴茜,侯萌
受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25