南京郵電大學周霞獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京郵電大學申請的專利一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117974210B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410149800.3,技術領域涉及:G06Q30/0202;該發明授權一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法是由周霞;王源浩;張騰飛;戴劍豐;劉增稷設計研發完成,并于2024-02-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法在說明書摘要公布了:本發明屬于電力系統市場交易與電源優化配置領域,公開了一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法,其根據虛擬電廠的功能性將虛擬電廠分為SEVPP與DRVPP,并依次對其包含的資源進行建模;通過“電?碳?綠”聯合交易市場機制與DRVPP參與市場交易的需求響應機制,建立主從博弈模型,通過求解得到SEVPP的最佳容量配置方案與DRVPP的最佳響應電量方案;對SEVPP及DRVPP分配虛擬電廠內部不同投資商的容量占比,以達到各個投資商的最佳容量配置方案。本發明能夠對同時提高SEVPP與DRVPP的效益,有效提高各類投資商參與虛擬電廠聚合的熱情,進一步挖掘虛擬電廠節能減排的潛力。
本發明授權一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法在權利要求書中公布了:1.一種考慮多交易市場的虛擬電廠容量配置優化方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1、根據虛擬電廠的功能性將虛擬電廠分為售電型虛擬電廠SEVPP與需求響應型虛擬電廠DRVPP,依次對SEVPP中包含的風電投資商、光伏投資商、火電投資商、儲能投資商以及DRVPP中包含的負荷聚合商進行輸出功率建模;其中DRVPP內負荷聚合商根據響應時間與響應深度不同,分為A類負荷聚合商即可平移不可中斷負荷聚合商、B類負荷聚合商即可中斷不可平移負荷聚合商、C類負荷聚合商即可中斷可平移負荷聚合商; 步驟2、根據建立的出力模型,提出一種考慮電力市場交易、碳交易與綠色證書交易的聯合交易機制以及一種階梯式激勵型需求響應機制,使博弈雙方將響應價格與響應電量作為決策變量進行博弈; 步驟3、SEVPP與DRVPP作為兩個市場主體參與日前負荷需求量的投標,對雙方進行博弈建模,利用博弈論中主從博弈的方法,以SEVPP作為領導者,以DRVPP作為跟隨者,以響應價格與響應電量為博弈量建立主從博弈模型,利用分布式算法求解模型,直至得出納什均衡解,即SEVPP與DRVPP的最優投標量; 步驟4、DRVPP內部聚合的三類負荷聚合商均以自身效益最大化為目標,以總需求側負荷響應電量為約束,利用非合作博弈方法構建非合作博弈模型,利用啟發式智能算法求解模型,直至得出納什均衡解,即各類負荷聚合商最優響應電量; 步驟5、SEVPP內部聚合資源包括光伏電池機組、風力發電機組、火電機組、儲能電池機組,利用合作博弈中的改進的SHAPLEY值法,對虛擬電廠內部投資商建立合作聯盟進行利益分配建立合作博弈模型,利用粒子群算法求解模型,直至得出納什均衡解,確定各類機組所需承擔最優容量配置方案; 其中,步驟3中,建立主從博弈模型;主從博弈方法包參與者,策略集,效用函數三個要素: 參與者包含領導者SEVPP與跟隨者DRVPP,其中領導者根據電力市場發布的日前負荷預測量以及虛擬電廠管理平臺中收集到的各個機組的出力信息,從虛擬電廠策略集中選取一個價格策略發布給跟隨者;跟隨者根據領導者發布的價格策略,調整相應的響應電量與電價,從需求側響應策略集中選取一個響應策略反饋給領導者;領導者根據需求側響應負荷聚合商反饋的響應策略再次調整自身價格策略并發布給跟隨者,重復上述步驟直至達到納什均衡; 其中,SEVPP策略集表示如下: 式中:Ωst,VPP為主從博弈中虛擬電廠的策略集合,為虛擬電廠的投標電價,為虛擬電廠的投標電價最小值,為虛擬電廠的投標電價最大值; DRVPP策略集表示如下: 式中:Ωst,DR為主從博弈中需求側響應策略集合,PDR,t為t時刻DRVPP的響應電量,為DRVPP的響應電量最小值,為DRVPP的響應電量最大值; SEVPP的效用函數表示如下: 式中:UVPP是SEVPP一天的效益,是t時刻響應電價,PVPP,t是t時刻虛擬電廠的投標電量,成本包括虛擬電廠購買碳配額的成本CVPP,C、日均初始投資成本CVPP,inv、日均運維成本CVPP,mat; DRVPP的效用函數表示如下: 式中:UDR是DRVPP一天的效益,Cj,loss是不同類型的負荷聚合商參與需求響應帶來隱性損失部分的補貼成本; 根據上式所述,其納什均衡解為: 式中,為t時刻最優響應電價,PDR,t *為t時刻最優響應電量; 當雙方均不能通過改變響應價格和響應電量來提高自身效用函數時,則達到納什均衡,即得出SEVPP最優投標電量和DRVPP最優響應電量; 步驟4中,負荷聚合商的非合作博弈模型如下所示: 1參與者:A,B,C三類負荷聚合商 2策略集合: 式中:Ωnc,DR,j為非合作博弈需求響應負荷聚合商j的策略集合,為t時刻需求響應負荷聚合商j的投標量,為需求響應負荷聚合商j的投標量最小值,為需求響應負荷聚合商j的投標量最大值; 3效用函數如下所示: 各類負荷聚合商通過改變投標量,使得自身效益最大,直至任一負荷聚合商改變投標策略均不會使自身效用函數增加,則得出納什均衡解,為: 式中,為t時刻需求響應負荷聚合商j的最優投標量; 步驟5中,以參與者在聯盟中的貢獻為依據進行分配,參與者i從聯盟Ψ中分配到的效益記做xiΨ: 式中:xiΨ為聯盟成員i分配后所得效益,IS\i為聯盟S去除成員i之后的效益,為聯盟S發生的概率,也稱為加權因子; 1基于不同投資商的實際承擔風險系數不同,得到基于風險系數改進的利益分配模型如下: 式中:Rk為第k個投資商實際承擔的風險,n為共有n個不同的投資商, 為綜合考慮顯性風險與隱性風險后的風險系數,為基于風險評估改進前所得的第k個投資商的效益,為基于風險評估改進后的修正模型所得的第k個投資商的效益; 2基于不同投資商的實際承擔貢獻系數不同,得到基于貢獻系數改進的利益分配模型如下: 式中:Dk為第k個投資商實際做出的貢獻,為綜合考慮顯性貢獻與隱性貢獻后的貢獻系數,為基于貢獻評估改進前所得的第k個投資商的效益;為基于貢獻評估改進后的修正模型所得的第k個投資商的效益; 3綜合風險系數和貢獻系數的改進模型如下: 式中:η與μ的權重系數取值應結合實際情況,采用層次分析法和熵權法對權重進行賦值; 虛擬電廠中合作博弈的模型如下: 參與者:光伏投資商,風電投資商,儲能投資商,火電投資商 策略集合: 投資商效用函數: 式中,為第j類投資商的效益,為j類投資商在t時刻的投標電量; 納什均衡解: 式中,為光伏機組參與響應的最優電量,為風電機組參與響應的最優電量,為儲能機組參與響應的最優電量,為火電機組參與響應的最優電量。
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