本發(fā)明涉及微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行領(lǐng)域，尤其涉及一種基于競(jìng)價(jià)均衡的微電網(wǎng)運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)，能源發(fā)展面臨以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的創(chuàng)新體系，以信息技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的能源利用體系，最大限度地開發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率等挑戰(zhàn)。在可再生能源應(yīng)用中，風(fēng)能、光伏等分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)是未來(lái)發(fā)電的重要形式，但由于間歇性和不可控性，如何管控及高效利用DG成為能源領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。微電網(wǎng)在DG與電網(wǎng)之間提供了一個(gè)中間層，通過(guò)能量管理和控制，避免了間歇性DG對(duì)電網(wǎng)的沖擊^[1-3]。以微電網(wǎng)為單元的DG接入方式，能有效提高供電可靠性，但也改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，采用更加智能化的控制手段來(lái)優(yōu)化和控制其運(yùn)行是微電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。

由于微電網(wǎng)內(nèi)組成元素的復(fù)雜性及運(yùn)行方式的靈活性，其優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)往往需要內(nèi)部各元件之間的相互配合、協(xié)調(diào)控制，因此運(yùn)行優(yōu)化過(guò)程是一個(gè)多目標(biāo)、多變量、多約束條件和非線性的優(yōu)化問(wèn)題，優(yōu)化目標(biāo)可以是網(wǎng)絡(luò)損耗最小、發(fā)電成本最小或可靠性最高等，并已有部分應(yīng)用多智能體系統(tǒng)(Multi-Agent System，MAS)進(jìn)行運(yùn)行控制。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)通常基于MAS結(jié)構(gòu)建立上中下三層微電網(wǎng)優(yōu)化控制，制定了包括維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、最大化經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的微電網(wǎng)優(yōu)化控制目標(biāo)，通過(guò)三層微電網(wǎng)Agent進(jìn)行優(yōu)化控制；或者將整個(gè)微電網(wǎng)視為一個(gè)代理參與配電網(wǎng)電力市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)過(guò)程，并對(duì)分別按照統(tǒng)一電價(jià)和招投標(biāo)電價(jià)兩種不同電價(jià)決定機(jī)制下的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行比較和分析，得出微電網(wǎng)整體與配電網(wǎng)之間的電力互動(dòng)策略的不同，以及對(duì)微網(wǎng)內(nèi)部各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響^[4-6]。

隨著新能源發(fā)電滲透率的不斷提高、微電網(wǎng)應(yīng)用的不斷推廣以及電力市場(chǎng)改革的不斷實(shí)施，電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式將面臨新的問(wèn)題：(1)分布式發(fā)電使能源供應(yīng)本地化，微電網(wǎng)內(nèi)的電能將有很大一部分不經(jīng)過(guò)大電網(wǎng)輸、配環(huán)節(jié)直接供給用戶，其電價(jià)若還按照大電網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行核算，有失準(zhǔn)確與經(jīng)濟(jì)；(2)大電網(wǎng)的電價(jià)只能反映傳統(tǒng)發(fā)輸配電的成本和收益，并不能反映微電網(wǎng)內(nèi)投資方，特別是多產(chǎn)權(quán)微電網(wǎng)各方的利益訴求，這不利于商業(yè)化微電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展；(3)接于同一大電網(wǎng)下的多個(gè)微電網(wǎng)間可能存在不同的用電峰谷時(shí)段，若按照統(tǒng)一的大電網(wǎng)峰谷電價(jià)進(jìn)行結(jié)算將有失對(duì)不同微電網(wǎng)用戶的公平性。

針對(duì)上述問(wèn)題，有必要在電力市場(chǎng)化視角下，根據(jù)微電網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn)引入競(jìng)價(jià)機(jī)制，通過(guò)模擬微電網(wǎng)內(nèi)DG多次競(jìng)價(jià)并達(dá)到均衡的過(guò)程，最終形成微電網(wǎng)的內(nèi)部清算電價(jià)、以及發(fā)電分配方案，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)的資源優(yōu)化配置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于競(jìng)價(jià)均衡的微電網(wǎng)運(yùn)行方法，本發(fā)明在確定微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)的同時(shí)，優(yōu)化微電網(wǎng)內(nèi)部總發(fā)電成本，制定發(fā)電分配方案，詳見下文描述：

一種基于競(jìng)價(jià)均衡的微電網(wǎng)運(yùn)行方法，所述微電網(wǎng)運(yùn)行方法包括以下步驟：

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent獲取微電網(wǎng)內(nèi)部清算電，以收益函數(shù)值最大為優(yōu)化目標(biāo)，求取能獲得最優(yōu)發(fā)電量的競(jìng)價(jià)函數(shù)并提交給微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent；

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent根據(jù)上報(bào)的競(jìng)價(jià)函數(shù)，以供需平衡為條件求解新的微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)和發(fā)電分配方案，并將新的微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)發(fā)布給所有微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent；

各微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent根據(jù)新電價(jià)更新收益函數(shù)，重新決策競(jìng)價(jià)函數(shù)，并再次上報(bào)競(jìng)價(jià)管理Agent進(jìn)行電價(jià)和發(fā)電分配的計(jì)算，不斷重復(fù)直到電價(jià)收斂為止，并以收斂值作為微電網(wǎng)的內(nèi)部清算電價(jià)；

以最終所得內(nèi)部清算電價(jià)確定微電網(wǎng)最終發(fā)電方案。

所述微電網(wǎng)運(yùn)行方法還包括：

若微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent在某一競(jìng)價(jià)階段不能得到可盈利的競(jìng)價(jià)策略，則暫時(shí)退出競(jìng)價(jià)流程。

所述微電網(wǎng)最終發(fā)電方案具體為：

若所得微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)介于大電網(wǎng)供電電價(jià)和購(gòu)電電價(jià)之間，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent以所得電價(jià)P_clear作為微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，各DG以最新上報(bào)的目標(biāo)搜索競(jìng)價(jià)函數(shù)確定發(fā)電量，不足的部分從大電網(wǎng)購(gòu)電；

若所得微電網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一電價(jià)高于大電網(wǎng)供電電價(jià)，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent以大電網(wǎng)供電電價(jià)為微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，未被滿足的負(fù)荷需求將從大電網(wǎng)購(gòu)電；

若所得微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)低于大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent將剩余發(fā)電量以大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)賣給大電網(wǎng)，并以大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)為微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)。

所述收益函數(shù)具體為：

其中，ρⁿ為第n次競(jìng)價(jià)確定的微電網(wǎng)內(nèi)清算電價(jià)；Q_i為分布式電源發(fā)電量；和為可變成本系數(shù)；為固定成本系數(shù)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

(1)微電網(wǎng)中的電能很大一部分由本地分布式電源供給，并不經(jīng)過(guò)大電網(wǎng)或者配電網(wǎng)傳輸，目前微電網(wǎng)的電價(jià)結(jié)算普遍采用聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)電價(jià)，不能衡量分布式電源的發(fā)電成本與收益。本發(fā)明在微電網(wǎng)內(nèi)引進(jìn)競(jìng)價(jià)手段，制定與本地電力生產(chǎn)成本和供求關(guān)系相關(guān)聯(lián)的電價(jià)進(jìn)行結(jié)算，更加符合實(shí)際情況。

(2)本發(fā)明通過(guò)多次競(jìng)價(jià)后，得到發(fā)電分配方案，可以優(yōu)化微電網(wǎng)分布式電源的發(fā)電總成本，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(3)微電網(wǎng)內(nèi)組成元素的復(fù)雜性及運(yùn)行方式的靈活性，多分布式電源使得微電網(wǎng)具有分布分散的特點(diǎn)，本發(fā)明基于多智能體系統(tǒng)建立競(jìng)價(jià)過(guò)程的協(xié)商機(jī)制，能很好的適應(yīng)微電網(wǎng)分散分布的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的競(jìng)價(jià)單元Agent的競(jìng)價(jià)優(yōu)化遞推過(guò)程的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的競(jìng)價(jià)管理Agent的競(jìng)價(jià)管理決策過(guò)程的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的競(jìng)價(jià)單元與競(jìng)價(jià)管理之間的信息交互的示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的微電網(wǎng)基于競(jìng)價(jià)均衡的運(yùn)行決策流程圖的示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的DUIT微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的價(jià)格收斂曲線的示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的微電網(wǎng)發(fā)電總成本曲線的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

為了制定符合微電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)電生產(chǎn)成本和供需情況的微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于競(jìng)價(jià)均衡的微電網(wǎng)運(yùn)行方法，參見圖1至圖4，該方法包括以下步驟：

101：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent的競(jìng)價(jià)決策過(guò)程；

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent：主要為DG單元，一定情況下可包括：負(fù)荷和儲(chǔ)能單元。微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent基于本地測(cè)量信息以及與其他Agent的通信信息進(jìn)行競(jìng)價(jià)決策，并將競(jìng)價(jià)策略提交給微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent。

本地測(cè)量信息包括：DG自身的發(fā)電能力、屬性以及成本等信息，這些信息均為私有信息，是自身制定最優(yōu)決策的有力根據(jù)。

102：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent的決策過(guò)程；

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent：該Agent管理微網(wǎng)內(nèi)的競(jìng)價(jià)過(guò)程，得出發(fā)電經(jīng)濟(jì)分配方案，并將該方案與微電網(wǎng)運(yùn)行控制Agent進(jìn)行共享，同時(shí)將競(jìng)價(jià)所得電價(jià)上報(bào)微電網(wǎng)Agent。

103：判斷電價(jià)收斂并確定微電網(wǎng)最終發(fā)電方案。

其中，步驟101中的微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent和步驟102中的微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent，兩者互相獨(dú)立且同步執(zhí)行。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent和微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent之間通過(guò)信息交換和基于所獲得信息的理性決策，構(gòu)成了微電網(wǎng)內(nèi)部競(jìng)價(jià)的整個(gè)流程。

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent的競(jìng)價(jià)優(yōu)化遞推過(guò)程如圖1所示，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent從微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent獲得微電網(wǎng)內(nèi)部清算電價(jià)ρⁿ之后，以收益函數(shù)f_iⁿ值最大為優(yōu)化目標(biāo)，求取能獲得最優(yōu)發(fā)電量的競(jìng)價(jià)函數(shù)并提交給微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent。若微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent在某一競(jìng)價(jià)階段不能得到可盈利的競(jìng)價(jià)策略，則暫時(shí)退出競(jìng)價(jià)流程。

微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent的競(jìng)價(jià)管理決策過(guò)程如圖2所示，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent根據(jù)上報(bào)的競(jìng)價(jià)函數(shù)，以供需平衡為條件求解新的微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)ρⁿ⁺¹和發(fā)電分配方案Qⁿ⁺¹，并將新的微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)ρⁿ⁺¹發(fā)布給所有微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent。

各微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent根據(jù)新電價(jià)ρⁿ⁺¹更新收益函數(shù)獲得f_iⁿ，重新決策競(jìng)價(jià)函數(shù)，并再次上報(bào)競(jìng)價(jià)管理Agent進(jìn)行電價(jià)和發(fā)電分配的計(jì)算，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent與微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent之間的信息交互如圖3所示，不斷重復(fù)直到電價(jià)收斂為止，并以收斂值作為微電網(wǎng)的內(nèi)部清算電價(jià)P_clear。該基于競(jìng)價(jià)均衡的微電網(wǎng)運(yùn)行方法的運(yùn)行決策流程如圖4所示。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)上述步驟101至步驟103實(shí)現(xiàn)了通過(guò)模擬微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的多次競(jìng)價(jià)并達(dá)到均衡，制定內(nèi)部電價(jià)并引導(dǎo)微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行，本方法能很好的適應(yīng)微電網(wǎng)分散分布的特點(diǎn)，更加符合實(shí)際情況。

實(shí)施例2

下面結(jié)合具體的計(jì)算公式、實(shí)例對(duì)實(shí)施例1中的方案進(jìn)行進(jìn)一步地介紹，詳見下文描述：

201：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent的競(jìng)價(jià)決策過(guò)程；

2011：對(duì)于第n次競(jìng)價(jià)過(guò)程，分布式電源i的微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent獲得微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent發(fā)布的微電網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一電價(jià)ρⁿ；

實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于第一次競(jìng)價(jià)，微電網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一電價(jià)可以采用上一時(shí)段的結(jié)清價(jià)格，也可以使用默認(rèn)的內(nèi)部電價(jià)。該運(yùn)行方法最后的收斂結(jié)果不受初始電價(jià)的影響，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

2012：基于微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent發(fā)布的微電網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一電價(jià)ρⁿ，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent i更新自身收益函數(shù)f_i；

其中，本發(fā)明實(shí)施例采用的自身收益函數(shù)表達(dá)式為：

其中，ρⁿ為第n次競(jìng)價(jià)確定的微電網(wǎng)內(nèi)清算電價(jià)，由微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent決定；Q_i為分布式電源發(fā)電量，和為可變成本系數(shù)，為固定成本系數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，分布式電源成本建議但不限于采用二次函數(shù)形式。對(duì)于可再生分布式電源，成本系數(shù)和可設(shè)置為0；對(duì)于具有冷熱電聯(lián)產(chǎn)功能的綜合能源設(shè)備，發(fā)電成本系數(shù)的設(shè)定，需考慮總支出成本減去其他類型的能源收益。

2013：對(duì)于微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent i，在競(jìng)價(jià)函數(shù)搜索空間y_i∈Y_i中，以收益f_i最大為目標(biāo)搜索競(jìng)價(jià)函數(shù)

其中，Y_i為競(jìng)價(jià)單元i的優(yōu)秀決策的集合庫(kù)，該集合庫(kù)可以通過(guò)人工設(shè)定，并基于歷史決策信息更新；為能夠達(dá)到或接近分布式電源自身最大收益的競(jìng)價(jià)函數(shù)系數(shù)。

該過(guò)程不限制最優(yōu)搜索的方法，只要能達(dá)到該目標(biāo)既可。本發(fā)明實(shí)施例中，包括但不限于通過(guò)歷史決策匹配或人工智能算法，能夠達(dá)到或接近分布式電源自身最大收益的競(jìng)價(jià)函數(shù)系數(shù)以和形式表示，并建立如下數(shù)學(xué)模型：

其中，和分別為第n+1次的競(jìng)價(jià)函數(shù)系數(shù)，為待決策變量；Q_i∈[Q_i,min,Q_i,max]為該機(jī)組的發(fā)電量；Q_i,max、Q_i,min分別為允許發(fā)電量上下限。

若采用遺傳算法獲取競(jìng)價(jià)函數(shù)系數(shù)，將和的取值區(qū)間進(jìn)行10位二進(jìn)制編碼，每個(gè)編碼串對(duì)應(yīng)一個(gè)優(yōu)化變量的取值，的解碼公式如下：

其中，j＝1,2…L，表示二進(jìn)制編碼的第j位；Bj為第j位的取值(0或1)；L為編碼串長(zhǎng)度，此處L＝10。

解碼與式(3)相同，將和的編碼拼接形成20位基因編碼串，并形成初始群體，其中使得收益函數(shù)f_iⁿ取值越大的個(gè)體，其適應(yīng)度越大，將獲得更大的選擇及復(fù)制機(jī)會(huì)。通過(guò)對(duì)群體進(jìn)行選擇、復(fù)制、交叉及變異等操作不斷更新群體，當(dāng)群體最大適應(yīng)度不再發(fā)生變化或達(dá)到最大更新代數(shù)后，取最大適應(yīng)度個(gè)體作為競(jìng)價(jià)函數(shù)系數(shù)的最優(yōu)解。

2014：判斷所得最優(yōu)競(jìng)價(jià)函數(shù)是否能在當(dāng)前微電網(wǎng)統(tǒng)一結(jié)清電價(jià)ρⁿ條件下盈利，若能盈利則形成競(jìng)價(jià)策略信息[a_i，b_i]，并上報(bào)微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent；若不能盈利則退出本輪競(jìng)價(jià)過(guò)程。

其中，判斷條件為大于零則能盈利，小于零則不能盈利。

本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)于收益為單峰凸函數(shù)的發(fā)電機(jī)組，其極值條件滿足：

由(4)式可解出：

其中，為分布式電源i在第n次競(jìng)價(jià)過(guò)程中針對(duì)電價(jià)ρⁿ的最優(yōu)發(fā)電功率。

對(duì)于越限的分布式電源由于不滿足(4)式，取其越限邊界值作為最優(yōu)發(fā)電功率

本質(zhì)上是微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent的優(yōu)化目標(biāo)，最優(yōu)競(jìng)價(jià)函數(shù)將通過(guò)點(diǎn)即滿足下式：

最優(yōu)價(jià)格系數(shù)和在坐標(biāo)系上為一條斜向下的直線，由于搜索的隨機(jī)性，最優(yōu)價(jià)格系數(shù)和為分布在該直線附近的離散點(diǎn)。

2015：所有競(jìng)價(jià)單元Agent上報(bào)競(jìng)價(jià)信息給微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent；

本發(fā)明實(shí)施例中，競(jìng)價(jià)單元Agent i上報(bào)競(jìng)價(jià)信息[a_i，b_i]和[Q_i,min,Q_i,max]。基于微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent上報(bào)競(jìng)價(jià)信息，可以獲得競(jìng)價(jià)曲線y_i(Q_i)＝a_i+b_i×Q_i，其中a_i和b_i為競(jìng)價(jià)函數(shù)的價(jià)格系數(shù)，且有a_i∈[a_i,min,a_i,max]、b_i∈[b_i,min,b_i,max]，a_i,max、a_i,min、b_i,max、b_i,min分別為第i臺(tái)DG競(jìng)價(jià)函數(shù)價(jià)格系數(shù)取值的上下限，由分布式電源所有者根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)偏好設(shè)定；Q_i∈[Q_i,min,Q_i,max]為該機(jī)組的發(fā)電量，Q_i,max、Q_i,min分別為允許發(fā)電量上下限，對(duì)于微燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)等可控的分布式電源，由裝機(jī)容量；對(duì)于不可控分布式電源，由預(yù)測(cè)最大發(fā)電功率決定。

202：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent的決策過(guò)程；

2021：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent基于微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent上報(bào)的信息和微電網(wǎng)內(nèi)的供需平衡，由如下方程求解出電價(jià)ρⁿ⁺¹和發(fā)電分配方案

式中，新電價(jià)ρⁿ⁺¹由所有上報(bào)的競(jìng)價(jià)函數(shù)計(jì)算得出；D_load為微電網(wǎng)內(nèi)總負(fù)荷需求，以當(dāng)前預(yù)測(cè)負(fù)荷為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)供需平衡；

2022：若所得分配方案中存在發(fā)電越限的分布式電源，則取相應(yīng)的越限邊界值作為最優(yōu)發(fā)電功率并剔除對(duì)應(yīng)的競(jìng)價(jià)函數(shù)形成新的方程：

式中，M為未越限D(zhuǎn)G的編號(hào)集合，

2023：重新求解剔除越限分布式電源競(jìng)價(jià)函數(shù)，并重復(fù)該過(guò)程直到不再出現(xiàn)新的越限分布式電源為止，得出新的微電網(wǎng)電價(jià)ρⁿ⁺¹和發(fā)電分配方案Qⁿ⁺¹。

實(shí)施例中，假設(shè)所有DG中，未越限D(zhuǎn)G的編號(hào)集合為M，通過(guò)上述流程可解出第n+1次競(jìng)價(jià)過(guò)程電價(jià)ρⁿ⁺¹和各DG的發(fā)電分配情況Qⁿ⁺¹，其中：

設(shè)為扣除已越限D(zhuǎn)G總發(fā)電功率的剩余總負(fù)荷，經(jīng)整理可得：

競(jìng)價(jià)管理Agent將新的微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)ρⁿ⁺¹發(fā)布給所有競(jìng)價(jià)單元Agent，并將發(fā)電分配情況ρⁿ⁺¹作為歷史值存儲(chǔ)起來(lái)。

203：判斷電價(jià)收斂并確定微電網(wǎng)最終發(fā)電方案。

2031：微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent基于得出新的微電網(wǎng)電價(jià)ρⁿ⁺¹和發(fā)電分配方案Qⁿ⁺¹，判斷是否滿足收斂條件|ρⁿ⁺¹-ρⁿ|＜ε，其中ε為設(shè)定的一個(gè)正小數(shù)，本發(fā)明實(shí)施例中，可以取0.001。若不滿足則將新的電價(jià)ρⁿ⁺¹反饋給所有競(jìng)價(jià)單元Agent，重復(fù)競(jìng)價(jià)過(guò)程。

2032：若滿足則停止競(jìng)價(jià)過(guò)程，并令微電網(wǎng)內(nèi)部清算電價(jià)P_clear＝ρⁿ。

2033：以最終所得內(nèi)部清算電價(jià)P_clear確定微電網(wǎng)最終發(fā)電方案。

微電網(wǎng)的差異化電價(jià)運(yùn)行方式采用P_clear作為內(nèi)部清算電價(jià)，可以很好的適應(yīng)本地供求關(guān)系，為整個(gè)微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行和電價(jià)制定提供支撐，使電力市場(chǎng)下的微電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、靈活，電價(jià)更加公平。采用競(jìng)價(jià)均衡算法運(yùn)行的微電網(wǎng)能根據(jù)計(jì)算結(jié)果與大電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，確定微電網(wǎng)最終發(fā)電方案分如下三種情況：

(a)若所得微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)介于大電網(wǎng)供電電價(jià)和購(gòu)電電價(jià)之間，微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent將直接以所得電價(jià)P_clear作為微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，各DG以最新上報(bào)的確定發(fā)電量，不足的部分從大電網(wǎng)購(gòu)電；

(b)若所得微電網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一電價(jià)高于大電網(wǎng)供電電價(jià)，則微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent以大電網(wǎng)供電電價(jià)為微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，未被滿足的負(fù)荷需求將從大電網(wǎng)購(gòu)電；

(c)若所得微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)低于大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，則微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent將剩余發(fā)電量以大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)賣給大電網(wǎng)，并以大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)為微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)上述步驟201至步驟203實(shí)現(xiàn)了通過(guò)模擬微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的多次競(jìng)價(jià)并達(dá)到均衡，制定內(nèi)部電價(jià)并引導(dǎo)微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行，本方法能很好的適應(yīng)微電網(wǎng)分散分布的特點(diǎn)，更加符合實(shí)際情況。

實(shí)施例3

下面結(jié)合具體的圖5、圖6和圖7對(duì)實(shí)施例1和2中的方案進(jìn)行可行性驗(yàn)證，詳見下文描述：

算例以美國(guó)加利福尼亞的San Ramon開展了分布式電源綜合測(cè)試項(xiàng)目(Distributed Utility Integration Test，DUIT)為例進(jìn)行應(yīng)用分析。該微網(wǎng)是美國(guó)的首個(gè)商用微網(wǎng)項(xiàng)目，由美國(guó)能源局、加州能源署和太平洋燃?xì)夂碗娏竞献鏖_展，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，包含：三條饋線、2臺(tái)微燃機(jī)、2臺(tái)柴油機(jī)、4個(gè)光伏電源，以及三個(gè)居民負(fù)荷。

某時(shí)刻系統(tǒng)中各分布式電源成本因數(shù)及發(fā)電功率限值如表1所示，假設(shè)該時(shí)刻系統(tǒng)有功負(fù)荷及有功損耗之和為630kW，并忽略微電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)功部分，大電網(wǎng)供電電價(jià)和購(gòu)電電價(jià)分別為0.125$和0.067$。為驗(yàn)證所提算法的優(yōu)化效果，本方法以發(fā)電總成本最低為目標(biāo)，采用MATPOWER再次對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行求解，并與所提競(jìng)價(jià)算法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，該算例的競(jìng)價(jià)結(jié)果如表2所示。

表1 DGs的成本因數(shù)及發(fā)電功率上下限

表2基于競(jìng)價(jià)優(yōu)化和matpower的微電網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行結(jié)果對(duì)比

由表2的競(jìng)價(jià)結(jié)果可知，本方法保障具有成本優(yōu)勢(shì)的DG多發(fā)電甚至滿發(fā)，而成本較高的DG其發(fā)電計(jì)劃則視負(fù)荷情況而定，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定的盈利，具有經(jīng)濟(jì)性。將本方法的計(jì)算結(jié)果和MATPOWER程序優(yōu)化所得結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，可以驗(yàn)證本方法的成本優(yōu)化功能。

圖6顯示了微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)的收斂曲線。微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理Agent首先以大電網(wǎng)供電電價(jià)作為初始電價(jià)，通過(guò)與微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)單元Agent之間的多次競(jìng)價(jià)過(guò)程不斷更行為微電網(wǎng)內(nèi)部電價(jià)，最終收斂到收斂值。

圖7為發(fā)電總成本的優(yōu)化曲線，通過(guò)比較分析，可以看出發(fā)電總成本隨著競(jìng)價(jià)過(guò)程的推進(jìn)不斷下降，并在微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)趨于收斂值時(shí)達(dá)到最小值，說(shuō)明本方法在形成微電網(wǎng)內(nèi)電價(jià)的同時(shí)對(duì)發(fā)電總成本進(jìn)行優(yōu)化，并在滿足供需平衡的前提下實(shí)現(xiàn)了發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊新法，蘇劍，呂志鵬，等.微電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34(1)：57-70.

[2]陳潔，楊秀，朱蘭，等.微網(wǎng)多目標(biāo)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，19：57-66+19.

[3]董軍，徐曉琳，董萌萌.基于多智能體的微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[J].華東電力，2012，40(6)：1002-1006.

[4]艾芊，章健.基于多代理系統(tǒng)的微電網(wǎng)競(jìng)價(jià)優(yōu)化策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010(2)：46-51.

[5]C.Dou，B.Liu.Multi-agent based hierarchical hybrid control for smart microgrid

[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2013，04(02)：771-778.

[6]劉志宏，吳福保，范敏，王少東，金峰.基于多Agent的配電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化控制及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003，16：74-77.

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。