基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109872005A(43)申请公布日2019.06.11(21)申请号201910181088.4(22)申请日2019.03.11(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人程杉廖玮霖陈欢田魏昭彬(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q30/02(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书4页说明书10页附图2页(54)发明名称基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法(57)摘要基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法，包括考虑上层供应商的效用，上层供应商的效用包括用户支付的用电费用、电力销售过程产生的边际成本、电力供需不匹配产生的成本；考虑下层电力用户的效用，下层电力用户的效用包括用电费用、用电满意度；建立Stackelberg博弈模型，使上层供应商和下层电力用户都倾向于使自身的利益达到最大；采用逆向归纳法先求解，将双层多目标动态博弈问题转化为单目标优化问题；考虑实际情况进行算例分析，将仿真得到的实时电价和固定电价对比，验证所提策略的效果。本发明调度方法为智能电网完全分布式需求响应问题的求解提供一种新方法，通过Stackelberg博弈，可以降低成本，提高用户的够买力，降低峰均比、用电量曲线更加平缓。CN109872005ACN109872005A权利要求书1/4页1.基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：考虑上层供应商的效用，上层供应商的效用包括用户支付的用电费用、电力销售过程产生的边际成本、电力供需不匹配产生的成本；步骤2：考虑下层电力用户的效用，下层电力用户的效用包括用电费用、用电满意度；步骤3：建立Stackelberg博弈模型，使上层供应商和下层电力用户都倾向于使自身的利益达到最大；步骤4：采用逆向归纳法先求解，将双层多目标动态博弈问题转化为单目标优化问题；步骤5：考虑实际情况进行算例分析，将仿真得到的实时电价和固定电价对比，验证所提策略的效果。2.根据权利要求1所述基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法，其特征在于：所述步骤1中，上层供应商的效用包括：式中：u1为上层供应商的效用；t＝1,2,…,T,表示不同时段，T为调度时段总数，这里取一小时为一个时段，T＝24；i＝1,2,…,N表示电力用户的数量，N为电力用户总数；a＝1,2,…,K表示用电器编号，K为用电器总个数；pt为实际t时段购电电价；为用户i的用电器a在时段t内实际用电量；ct为t时段产生的边际成本；为零售商在t时段为i用户供应的电量；δ为电力供需不匹配产生的成本，δ与发电量和实际用电量相关；λ为波动成本。3.根据权利要求1所述基于Stackelberg博弈的智能电网完全分布式需求响应调度方法，其特征在于：所述步骤2中，下层电力用户的效用包括：式中：u2为用户成本；t＝1,2,…,T表示不同时段，T为调度时段总数，这里取一小时为一个时段，T＝24；i＝1,2,…,N表示电力用户的数量，N为电力用户总数；a＝1,2,…,K表示用电器编号，K为用电器总个数；pt为实际t时段购电电价；为用户i的用电器a在时段t内实际用电量；为时段t内用户i的用电满意度；1)电满意度：式中：为时段t内用户i的用电满意度；a＝1,2,…,K,表示用电器编号，K为用电器总个数；为用户i的电器a在时段t内实际用电量；为时段t内用户i的需求量；αt和βt为电满2CN109872005A权利要求书2/4页意度函数系数，调整αt和βt可以得到不同的用电满意度函数；2)用电费用：①当用电器a为可转移负荷时，满足约束条件：Hi,a@{ηi,a,1+ηi,a,...,κi,a}(6)式中：为用户i的电器a在时段t内实际用电量；表示满足条件的任意时段；T为调度时段总数；Hi,a是用户i的用电器a的可规划窗口为连续值，且大于每个用电器完成工作所需要的时间；用户i的用电器a的最小备用等级；用户i的用电器a的最大备用等级；ηi,a为用户i的用电器a的可转移起始时刻；κi,a为用户i的用电器a的可转移终止时刻；②当用电器a为可消减负荷时，引入一阶仿射微分方程作为约束条件：式中：表示时段t内用户i的用电器a运行，表示时段t内用户i的用电器a关闭；σi,a用户i的用电器a的设备效率，表示用户i的用电器a的标称功率；M、m分别为不同的常量参数，ON和OFF表示仿射约束的状态，其中ON表示进行负荷削减，OFF表示不削减。4.根据权利要求1所述基于S