本發(fā)明涉及資源分配與電力市場(chǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種多代理框架下微網(wǎng)社區(qū)的分布式資源交易方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家對(duì)可再生能源的重視和一系列政策的出臺(tái)，分布式可再生能源迎來了高速發(fā)展。由于分布式可再生能源直接接入電網(wǎng)，易引發(fā)過電壓、阻塞等問題，加之其發(fā)電出力隨機(jī)性和波動(dòng)性強(qiáng)且負(fù)荷同時(shí)率差，電網(wǎng)公司采取了各類限制分布式可再生能源上網(wǎng)的措施，造成了大量棄發(fā)電量。

微網(wǎng)社區(qū)是由多個(gè)連接到同一饋線且包含分布式資源(der)的微網(wǎng)組成的微網(wǎng)集群，微網(wǎng)社區(qū)中的分布式資源(der)不僅包括分布式可再生能源機(jī)組(distributedgenerator，dg)，還包括儲(chǔ)能系統(tǒng)(energystoragesystem，ess)和柔性負(fù)載(price-responsiveload，prl)；而且微網(wǎng)社區(qū)作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行，因此其對(duì)分布式能源的消納更加靈活、更加高效。

近年來，微網(wǎng)社區(qū)在功率平衡控制、系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、故障檢測(cè)與保護(hù)、電能質(zhì)量治理等方面均取得了關(guān)鍵性的技術(shù)突破，如何以市場(chǎng)化手段在保證微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)分布式能源靈活消納的前提下尋求參與各方的效益最大化，激勵(lì)多方自主參與，已成為微網(wǎng)社區(qū)商業(yè)模式研究的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多代理框架下微網(wǎng)社區(qū)的分布式資源交易方法，以使分布式資源通過運(yùn)營(yíng)與交易適應(yīng)可再生能源的不確定性，保障所有市場(chǎng)參與者利益的同時(shí)優(yōu)化微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的分布式資源配置，達(dá)到確保每個(gè)微網(wǎng)的安全性、保證分布式資源所有者的合理收入、并通過價(jià)格激勵(lì)提升可再生能源的整體平衡能力的目的。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種多代理框架下微網(wǎng)社區(qū)的分布式資源交易方法，包括以下步驟：

第一層:微網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)行優(yōu)化：

步驟1：根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)中各獨(dú)立微網(wǎng)和聚集商的市場(chǎng)信息，建立各獨(dú)立微網(wǎng)的利潤(rùn)最大目標(biāo)函數(shù)、dg邊際成本函數(shù)、ess邊際利潤(rùn)模型和prl邊際利潤(rùn)模型，并計(jì)算各獨(dú)立微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)；

步驟2：清算實(shí)時(shí)電價(jià)：判斷步驟1得到的各獨(dú)立微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)是否滿足微網(wǎng)發(fā)電量?jī)?nèi)部消納的供需平衡條件，如果不滿足，則修正實(shí)時(shí)電價(jià)為標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)或主網(wǎng)電價(jià)，得到各獨(dú)立微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)；

第二層:聚集商內(nèi)部調(diào)度優(yōu)化：

步驟3：找出第一層得到的各聚集商所控制的各獨(dú)立微網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)的最大值與最小值；

步驟4：根據(jù)步驟3得到的各聚集商所控制的各獨(dú)立微網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)最大值與最小值，計(jì)算算數(shù)平均值作為各聚集商的實(shí)時(shí)電價(jià)初值；

步驟5：將各聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)的初值代入聚集商利潤(rùn)最大化的目標(biāo)函數(shù)與聚集商內(nèi)部供需平衡的約束條件開始迭代，不斷修正聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)，直至聚集商內(nèi)部不平衡功率為0時(shí)終止迭代，得到各聚集商最優(yōu)實(shí)時(shí)電價(jià)；

第三層:聚集商之間的交易方法：

步驟6：計(jì)算微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)各聚集商控制的所有獨(dú)立微網(wǎng)的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)；

步驟7：將各聚集商控制的獨(dú)立微網(wǎng)中最高的購(gòu)買電價(jià)作為該聚集商的購(gòu)買電價(jià)，將最低的銷售電價(jià)作為該聚集商的銷售電價(jià)；

步驟8：比較各聚集商的購(gòu)買電價(jià)與銷售電價(jià)，如果某一聚集商的購(gòu)買電價(jià)高于另一聚集商的銷售電價(jià)，則這兩個(gè)聚集商成交并把交易價(jià)格清算為此購(gòu)買電價(jià)和銷售電價(jià)的算數(shù)平均值，并更新參與交易的各獨(dú)立微網(wǎng)的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)；否則結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明建立的分布式可再生能源的邊際成本函數(shù)，量化了分布式可再生能源的不確定性。

(2)本發(fā)明建立的儲(chǔ)能系統(tǒng)最優(yōu)價(jià)值曲線值，實(shí)現(xiàn)了將儲(chǔ)能的充放電價(jià)值解耦，可以為儲(chǔ)能實(shí)時(shí)充放策略提供算法支撐。

(3)本發(fā)明建立了一種迭代式的三層交互市場(chǎng)，這種新型市場(chǎng)提供了一種兼具微網(wǎng)物理特性和聚集商商業(yè)性質(zhì)的高適用性交易機(jī)制。在每個(gè)迭代階段，分布式資源所有者和聚合商都能通過本文提出的方案計(jì)算利潤(rùn)，使得市場(chǎng)清算過程更加清晰。這種模式在保障所有市場(chǎng)參與者利益的同時(shí)優(yōu)化微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的分布式資源配置，達(dá)到確保每個(gè)微網(wǎng)的安全性、保證分布式資源所有者的合理收入、并通過價(jià)格激勵(lì)提升可再生能源的整體平衡能力的目的。

(4)本發(fā)明提出的商業(yè)運(yùn)作模式有利于優(yōu)化微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的分布式資源的配置，幫助分布式資源所有者選址定容以及挑選聚集商。聚集商以其管理的分布式資源為基礎(chǔ)，在內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，在不同的聚集商間進(jìn)行能源交易，使整個(gè)微網(wǎng)社區(qū)范圍內(nèi)的分布式資源運(yùn)行方式具有最佳經(jīng)濟(jì)性。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述步驟1的各獨(dú)立微網(wǎng)的利潤(rùn)最大目標(biāo)函數(shù)通過市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理轉(zhuǎn)化為：

其中，qⁱsch表示第i個(gè)微網(wǎng)中prl的預(yù)計(jì)消耗功率，qⁱess和qⁱdg分別表示第i個(gè)系統(tǒng)中ees和dg的需求響應(yīng)，qload表示第i個(gè)微網(wǎng)中的負(fù)荷需求響應(yīng)，pispot表示第i個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電價(jià)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：量化了分布式可再生能源的不確定性，基于此建立分布式可再生能源的邊際成本函數(shù)。

進(jìn)一步，所述步驟1的dg邊際成本函數(shù)求解方法為：根據(jù)dg的實(shí)際出力的概率密度，對(duì)其求積分計(jì)算出力不能滿足聚集商要求的風(fēng)險(xiǎn)概率分布函數(shù)fdg，導(dǎo)出其相應(yīng)的反函數(shù)，其邊際成本函數(shù)表達(dá)式為：

其中，pspot是實(shí)時(shí)價(jià)格，pdno是從dno購(gòu)買電量的價(jià)格，kpen是罰分系數(shù)。

進(jìn)一步，所述步驟1的ess邊際利潤(rùn)模型是基于ess的充放電價(jià)值解耦而建立的儲(chǔ)能系統(tǒng)平衡價(jià)值曲線，以soc值來反映離散充電/放電動(dòng)作的利潤(rùn)：

ess的運(yùn)營(yíng)控制策略與充放電狀態(tài)soc和實(shí)時(shí)電價(jià)pspot的關(guān)系用fess(·)表示如下：

qess＝fess(soc,pspot)

其中，qess是單位調(diào)度時(shí)間間隔內(nèi)ess的目標(biāo)調(diào)整功率，實(shí)施調(diào)整后，ess狀態(tài)更新如下：

soc⁺＝qess+soc

0＝fess(soc⁺,pspot)

其中，soc⁺是優(yōu)化后的soc，soc⁺和實(shí)時(shí)電價(jià)pspot的關(guān)系表示為：

soc⁺＝fess(pspot)

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：該函數(shù)反映的是soc的價(jià)值曲線，用生產(chǎn)者凈剩余的計(jì)算方法求得始末狀態(tài)對(duì)應(yīng)位置的生產(chǎn)者凈剩余之差就是ess單獨(dú)充電動(dòng)作/放電動(dòng)作的利潤(rùn)，由此實(shí)現(xiàn)ess充放電價(jià)值的解耦。

進(jìn)一步，所述步驟1中的prl邊際利潤(rùn)模型為：

qload＝(pspot/psch)^εqsch

其中，ε是電價(jià)彈性系數(shù)，qload是prl的實(shí)際用電量，pspot是實(shí)時(shí)電價(jià)，qsch是微網(wǎng)中prl的預(yù)計(jì)消耗功率。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：當(dāng)pspot不等于psch時(shí)，可以采用與求ess利潤(rùn)相類似的方法，在prl價(jià)值曲線上就任意兩時(shí)間點(diǎn)之間的生產(chǎn)者凈剩余之差即可求出prl需求響應(yīng)的利潤(rùn)。

進(jìn)一步，所述步驟2中判斷步驟1得到的各獨(dú)立微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)是否滿足微網(wǎng)發(fā)電量?jī)?nèi)部消納的供需平衡條件，其用電價(jià)約束表示為：

pinj＜pspot＜pgrid

其中，pinj表示上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)，pspot是實(shí)時(shí)電價(jià)，pgrid是主網(wǎng)的購(gòu)電價(jià)格。

進(jìn)一步，所述步驟5中聚集商的利潤(rùn)最大化目標(biāo)函數(shù)為：

其中，pi(t)表示聚集商控制的微網(wǎng)社區(qū)中各彈性負(fù)荷prl的利潤(rùn)，pmess(t)和cmdg(t)分別表示大型ess的利潤(rùn)和大型dg的成本，由于每個(gè)微網(wǎng)具有不同的實(shí)時(shí)電價(jià)pⁱspot，因此，所述目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為尋找pispot點(diǎn)使聚集商內(nèi)部不平衡功率δqaggsum等于0的方程：

其中，δqaggsum表示聚集商內(nèi)部的不平衡功率，qmess(t)和qmdg(t)分別表示聚集商所控制的ess和dg的需求響應(yīng)，δqⁱ表示第i個(gè)微網(wǎng)中的prl的負(fù)荷需求響應(yīng)，pⁱspot表示第i個(gè)微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)，pmgcspot表示微網(wǎng)社區(qū)實(shí)時(shí)電價(jià)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：將聚集商整體的功率不平衡問題轉(zhuǎn)化為其控制的每個(gè)微網(wǎng)的功率不平衡問題，而且把多變量的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的以實(shí)時(shí)電價(jià)為單一變量的簡(jiǎn)單目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算得到了簡(jiǎn)化。

進(jìn)一步，所述步驟6計(jì)算微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)各聚集商控制的所有獨(dú)立微網(wǎng)的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)具體過程為：

根據(jù)微網(wǎng)社區(qū)實(shí)時(shí)電價(jià)pmgcspot與微網(wǎng)中的不平衡功率δqⁱ之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

其中，soc是儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)有容量，qess是單位調(diào)度時(shí)間間隔內(nèi)ess的目標(biāo)調(diào)整功率，soc⁺是優(yōu)化后的soc，pⁱspot表示第i個(gè)微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)，pⁱsch(t)和qⁱsch(t)分別表示第i個(gè)微網(wǎng)中prl的計(jì)劃價(jià)格和計(jì)劃用電量，pⁱess(t)和pⁱdr(t)分別表示第i個(gè)系統(tǒng)中ees和需求響應(yīng)的利潤(rùn)，cⁱdg(t)表示第i個(gè)微網(wǎng)中dg的成本，qⁱsch表示第i個(gè)微網(wǎng)中prl的預(yù)計(jì)消耗功率，qⁱess和qⁱdg分別表示第i個(gè)系統(tǒng)中ees和dg的需求響應(yīng)，qⁱload表示第i個(gè)微網(wǎng)的負(fù)荷需求響應(yīng)，δqⁱ表示第i個(gè)微網(wǎng)的不平衡功率，paggspot表示聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)，kcha表示電荷系數(shù)。

將所述微網(wǎng)社區(qū)實(shí)時(shí)電價(jià)與pmgcspot與微網(wǎng)中的不平衡功率δqⁱ之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系記為：

根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系得到：

其中，表示第i個(gè)微網(wǎng)的銷售電價(jià)，表示第i個(gè)微網(wǎng)的購(gòu)買電價(jià)，x表示微網(wǎng)多生產(chǎn)或少使用的電量。

進(jìn)一步，所述步驟8用數(shù)學(xué)語言表示為：

不成立且δq^j＝0成立。

pisell和pibuy是第i個(gè)聚集商的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)，δq^j是第j個(gè)微網(wǎng)的不平衡功率。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是用簡(jiǎn)單的價(jià)格和不平衡功率約束表示了微網(wǎng)社區(qū)中再?zèng)]有聚集商就其控制的微網(wǎng)中分布式資源成交價(jià)格達(dá)成一致且各微網(wǎng)又達(dá)到了新的功率平衡狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明適用的微網(wǎng)社區(qū)結(jié)構(gòu)；

圖2為本發(fā)明的方法流程圖；

圖3為本發(fā)明的分布式發(fā)電機(jī)組dg的發(fā)電成本曲線；

圖4為本發(fā)明的儲(chǔ)能系統(tǒng)ess的預(yù)測(cè)最優(yōu)價(jià)值曲線；

圖5為本發(fā)明的柔性負(fù)載prl的需求響應(yīng)曲線；

圖6為本發(fā)明中聚集商內(nèi)部?jī)?yōu)化時(shí)微網(wǎng)電價(jià)的變化原理圖；

圖7為本發(fā)明中適用的微網(wǎng)社區(qū)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

針對(duì)如圖1所示的微網(wǎng)社區(qū)系統(tǒng)，本發(fā)明在多代理系統(tǒng)框架下，采用三次優(yōu)化、三次清算的方法。本文建立了一種以交替迭代算法為核心的三層交互市場(chǎng)，三層迭代的每一層都進(jìn)行實(shí)時(shí)電價(jià)清算，由局部到整體，分別尋求微網(wǎng)、聚集商、微網(wǎng)社區(qū)的效益最大化，在迭代的每一個(gè)階段，分布式資源所有者和聚集商都能通過本文提出的方法計(jì)算利潤(rùn)，使得市場(chǎng)清算過程更加清晰，以使分布式資源通過運(yùn)營(yíng)與交易適應(yīng)可再生能源的不確定性，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有良好的擴(kuò)展性。類似于分享經(jīng)濟(jì)模式，分布式資源的所有者可以選擇任何有資質(zhì)的聚集商作為委托代理商來運(yùn)營(yíng)資產(chǎn)。代理商以其管理的分布式資源為基礎(chǔ)，在內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，在代理商間進(jìn)行能源交易，以使整個(gè)微網(wǎng)社區(qū)范圍內(nèi)的分布式資源運(yùn)行方式具有最佳經(jīng)濟(jì)性。為了確保每個(gè)微網(wǎng)的安全性、保證分布式資源所有者的合理收入、并通過價(jià)格激勵(lì)提升可再生能源的整體平衡能力，文中提出的能源交易方案能夠在保障所有市場(chǎng)參與者利益，同時(shí)，優(yōu)化微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的分布式資源配置，這對(duì)推動(dòng)微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的商業(yè)化自主運(yùn)行具有重要意義。

下面結(jié)合圖2的方法流程，說明本方法的具體實(shí)施辦法：

第一層——微網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)行優(yōu)化：

步驟1：獲取微網(wǎng)系統(tǒng)中所有微網(wǎng)和代理商的市場(chǎng)信息，針對(duì)每個(gè)獨(dú)立微網(wǎng)，建立其利潤(rùn)最大目標(biāo)函數(shù)及其所包含的der的邊際成本、邊際利潤(rùn)約束條件，解出該微網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行條件下的實(shí)時(shí)電價(jià)。微網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度方案由dg的邊際成本、prl的邊際利潤(rùn)和ees的邊際利潤(rùn)確定。由于大型儲(chǔ)能系統(tǒng)(mess)和大型風(fēng)機(jī)(mwt)直接連接到主饋線，不參與此次優(yōu)化。因此，微網(wǎng)利潤(rùn)最大的目標(biāo)函數(shù)可表示為：

dg的邊際成本可以通過導(dǎo)出其違約風(fēng)險(xiǎn)概率分布函數(shù)的反函數(shù)來表示：

其中pspot是實(shí)時(shí)電價(jià)。pdno是從dno購(gòu)買電量的價(jià)格，kpen是指的罰分系數(shù)，這一系數(shù)在本文中設(shè)定為2。

如圖3所示，本研究中dg的邊際成本不是簡(jiǎn)單地設(shè)定為常數(shù)，而是在0到kpen·pdno的范圍內(nèi)變化。根據(jù)電力市場(chǎng)的基本原理，在單位邊際成本等于實(shí)時(shí)價(jià)格時(shí)，dg的出力最優(yōu)(利潤(rùn)最大)。

ess的策略與充放電狀態(tài)(soc)和實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)價(jià)格有關(guān)，其關(guān)系可以用下面的關(guān)系式表示：

qess＝fess(soc,pspot)(3)

其中qess是單位調(diào)度時(shí)間間隔內(nèi)ess的充放電量。實(shí)施充放電調(diào)整后，ess狀態(tài)更新如下：

soc⁺＝qess+soc(4)

0＝fess(soc⁺,pspot)(5)

其中soc⁺是優(yōu)化后的soc。在給定的模型中soc⁺和pspot是負(fù)相關(guān)的。這兩個(gè)變量的關(guān)系可以表示為：

soc⁺＝fess(pspot)(6)

在該公式中，較大的pspot值對(duì)應(yīng)于較小的soc⁺。為了簡(jiǎn)化而不失一般性，可以用圖4所示的線性函數(shù)來表示(6)式的平衡價(jià)值曲線：

如圖4所示，soc值對(duì)應(yīng)于點(diǎn)1處的實(shí)時(shí)價(jià)格pspot,1。由式(3)到式(5)可得，當(dāng)實(shí)時(shí)價(jià)格由pspot,1改變?yōu)閜spot,2，soc也隨之響應(yīng)來到點(diǎn)2。平衡價(jià)值曲線表示了soc對(duì)應(yīng)的價(jià)值，充電成本是pspot,2。因此，從點(diǎn)1到點(diǎn)2的預(yù)期充電利潤(rùn)可以通過以下方式計(jì)算：

式(7)表示圖3中點(diǎn)1到點(diǎn)2之間的網(wǎng)格面積。類似地，當(dāng)實(shí)時(shí)價(jià)格由pspot,3改變?yōu)閜spot,4。從3點(diǎn)到4點(diǎn)的預(yù)期放電利潤(rùn)可以通過以下公式計(jì)算：

上述兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果是解耦的soc價(jià)值。即當(dāng)soc回到初始點(diǎn)時(shí)(如點(diǎn)1)，它們的實(shí)際利潤(rùn)等于其預(yù)期利潤(rùn)的總和，即圖4中陰影區(qū)域的總和。若在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)，即使soc不回到初始狀態(tài)，實(shí)際利潤(rùn)也幾乎等于預(yù)期利潤(rùn)的總和。

prl的邊際利潤(rùn)可由prl的價(jià)格彈性系數(shù)的表達(dá)式積分推得：

qload＝(pspot/psch)^εqsch(9)

其中qsch是prl的計(jì)劃用電量，pspot表示實(shí)時(shí)電價(jià)，psch表示預(yù)期價(jià)格。當(dāng)pspot不等于psch時(shí)，采用類似ess計(jì)算利潤(rùn)的曲線方法，計(jì)算prl需求響應(yīng)的利潤(rùn)，如圖5所示。利用上述列出的目標(biāo)函數(shù)與約束條件可以解出微網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行條件下的實(shí)時(shí)電價(jià)。

步驟2：清算實(shí)時(shí)電價(jià)：判斷步驟1中求得的該微網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)是否滿足微網(wǎng)發(fā)電量?jī)?nèi)部消納的供需平衡條件：

pinj＜pspot＜pgrid(10)

pinj表示上網(wǎng)電價(jià)，而主網(wǎng)的購(gòu)電價(jià)格是pgrid。如果實(shí)時(shí)電價(jià)不滿足內(nèi)部消納條件，修正實(shí)時(shí)電價(jià)為標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)或主網(wǎng)電價(jià)。

步驟3：對(duì)微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的每一個(gè)微網(wǎng)執(zhí)行步驟1、2，得到每個(gè)獨(dú)立微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)。

第二層——聚集商內(nèi)部調(diào)度優(yōu)化：

步驟4：找出步驟3中各聚集商所控制的各微網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)的最大值與最小值：

pmax＝max(pⁱopt),pmin＝min(pⁱopt)(11)

pmax表示該聚集商控制的微網(wǎng)中實(shí)時(shí)電價(jià)最大值，pmin表示該聚集商控制的微網(wǎng)中實(shí)時(shí)電價(jià)最小值，pⁱopt表示(3)中清算得到的各微網(wǎng)最優(yōu)實(shí)時(shí)電價(jià)。

步驟5：取步驟4中實(shí)時(shí)電價(jià)最大值與最小值的算數(shù)平均值作為該聚集商的實(shí)時(shí)電價(jià)初值：

pspot＝[pmax+pmin]/2(12)

pmax表示該聚集商控制的微網(wǎng)中實(shí)時(shí)電價(jià)最大值，pmin表示該聚集商控制的微網(wǎng)中實(shí)時(shí)電價(jià)最小值，pspot表示該聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)。

步驟6：把聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)的初值代入聚集商利潤(rùn)最大化的目標(biāo)函數(shù)與聚集商內(nèi)部供需平衡的約束條件開始迭代，不斷修正聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)，直至聚集商內(nèi)部不平衡功率得0為止。

聚集商內(nèi)部最優(yōu)運(yùn)行的目標(biāo)是其利潤(rùn)最大化：

其中pmess(t)和cmdg(t)代表大型ess的利潤(rùn)和大型dg的成本。由式(1)可知，在第一層之后，每個(gè)微網(wǎng)內(nèi)的功率是平衡的。然而，每個(gè)微網(wǎng)具有不同的實(shí)時(shí)電價(jià)pⁱspot。通過合理的協(xié)調(diào)，調(diào)整運(yùn)行方式，可增長(zhǎng)聚集商利潤(rùn)。因此，目標(biāo)函數(shù)(13)可以轉(zhuǎn)換為尋找pispot點(diǎn)使δqaggsum等于0的方程：

式中δqⁱ(pispot)表示第i個(gè)微網(wǎng)的不平衡電量。

微網(wǎng)的不平衡電量將對(duì)微網(wǎng)社區(qū)產(chǎn)生一定的影響。因此，需要征收額外費(fèi)用。此時(shí)，第i個(gè)微網(wǎng)的實(shí)時(shí)價(jià)格可以表示為：

其中kcha是電荷系數(shù)。

步驟7：清算聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)：步驟6迭代之后的結(jié)果即為最優(yōu)的聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)。第一層清算保留了微網(wǎng)的特點(diǎn)。沒有ees的微網(wǎng)的第二層計(jì)算過程如圖6所示，其中dg成本曲線只截取了pispot附近的部分。在含ees的微網(wǎng)中，也可以由式(15)找到對(duì)應(yīng)的pispot。

步驟8：對(duì)微網(wǎng)社區(qū)中所有聚集商都執(zhí)行步驟4、5、6、7，得到各獨(dú)立聚集商的最優(yōu)實(shí)時(shí)電價(jià)。

第三層——聚集商之間的交易方法：

步驟9：計(jì)算微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)每個(gè)聚集商控制的所有微網(wǎng)的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)。根據(jù)微網(wǎng)社區(qū)實(shí)時(shí)電價(jià)pmgcspot與微網(wǎng)中的不平衡功率δqⁱ之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

其中，soc是儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)有容量，qess是單位調(diào)度時(shí)間間隔內(nèi)ess的目標(biāo)調(diào)整功率，soc⁺是優(yōu)化后的soc，pⁱspot表示第i個(gè)微網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)，pⁱsch(t)和qⁱsch(t)分別表示第i個(gè)微網(wǎng)中prl的計(jì)劃價(jià)格和計(jì)劃用電量，pⁱess(t)和pⁱdr(t)分別表示第i個(gè)系統(tǒng)中ees和需求響應(yīng)的利潤(rùn)，cⁱdg(t)表示第i個(gè)微網(wǎng)中dg的成本，qⁱsch表示第i個(gè)微網(wǎng)中prl的預(yù)計(jì)消耗功率，qⁱess和qⁱdg分別表示第i個(gè)系統(tǒng)中ees和dg的需求響應(yīng)，qⁱload表示第i個(gè)微網(wǎng)的負(fù)荷需求響應(yīng)，δqⁱ表示第i個(gè)微網(wǎng)的不平衡功率，paggspot表示聚集商實(shí)時(shí)電價(jià)，kcha表示電荷系數(shù)。

將所述微網(wǎng)社區(qū)實(shí)時(shí)電價(jià)與pmgcspot與微網(wǎng)中的不平衡功率δqⁱ之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系記為：

根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系得到：

其中，表示第i個(gè)微網(wǎng)的銷售電價(jià)，表示第i個(gè)微網(wǎng)的購(gòu)買電價(jià)，x表示微網(wǎng)多生產(chǎn)或少使用的電量。

步驟10：取聚集商控制的微網(wǎng)中最高的購(gòu)買電價(jià)作為該聚集商的購(gòu)買電價(jià)，取最低的銷售電價(jià)作為該聚集商的銷售電價(jià)：

pmax＝max(p^jbuy),pmin＝min(p^jsell)(19)

pmax和pmin分別表示聚集商的最高購(gòu)買電價(jià)與最低銷售電價(jià)。

步驟11：比較兩個(gè)不同聚集商的購(gòu)買電價(jià)與銷售電價(jià)，如果某一聚集商的購(gòu)買電價(jià)高于另一聚集商的銷售電價(jià)，則這兩個(gè)聚集商成交并把交易價(jià)格清算為這兩個(gè)價(jià)格的算數(shù)平均值。

pspot＝(pmax+pmin)/2(21)

phsell和pjbuy.分別表示兩個(gè)聚集商的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)，這兩種電價(jià)在交易中心的表現(xiàn)形式如圖7所示，如果微網(wǎng)的多生產(chǎn)或少使用x電量，則運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的最優(yōu)價(jià)格將會(huì)提高到pisell。而如果微網(wǎng)的少生產(chǎn)或多使用x電量，則運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的最優(yōu)價(jià)格將會(huì)降低到pibuy。這兩個(gè)電價(jià)可以通過公式(17)，(18)直接求出。

步驟12：更新參與交易的微網(wǎng)的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)，重復(fù)步驟9、10、11直至步驟11中交易條件不成立時(shí)結(jié)束計(jì)算：

即每進(jìn)行一次交易，成交的微網(wǎng)就更新一次不平衡功率δq并重新計(jì)算phsell和pjbuy的值，直到不成立且δq^j＝0成立時(shí)結(jié)束計(jì)算。pisell和pibuy是第i個(gè)聚集商的銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)，δq^j是第j個(gè)微網(wǎng)的不平衡功率。此時(shí)微網(wǎng)社區(qū)中再?zèng)]有聚集商就其控制的微網(wǎng)中分布式資源成交價(jià)格達(dá)成一致且各微網(wǎng)又達(dá)到了新的功率平衡狀態(tài)，此時(shí)整個(gè)微網(wǎng)社區(qū)收斂到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

本發(fā)明的步驟7和步驟10分別清算了聚集商的實(shí)時(shí)電價(jià)、銷售電價(jià)與購(gòu)買電價(jià)，這三個(gè)電價(jià)實(shí)質(zhì)上反映了該聚集商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)der所有者來說也是一種價(jià)格激勵(lì)，對(duì)der所有者選擇合適的聚集商代理具有重要的指導(dǎo)意義。

本發(fā)明提供的交易方法實(shí)質(zhì)上提出了一種兼具微網(wǎng)物理特性和聚集商商業(yè)性質(zhì)的高適用性市場(chǎng)機(jī)制。這種市場(chǎng)機(jī)制不僅可以保證現(xiàn)有分布式資源(der)配置條件下的微網(wǎng)社區(qū)最優(yōu)運(yùn)行，最大程度的保證der所有者和聚集商等各方的效益最佳，同時(shí)在這種市場(chǎng)機(jī)制下產(chǎn)生的調(diào)度控制方案也可以指導(dǎo)后期der配置向更合理更高效益的方向發(fā)展，因此其對(duì)微網(wǎng)社區(qū)的配置規(guī)劃也有重要實(shí)用意義。

本發(fā)明建立的以迭代算法為核心的三層交互市場(chǎng)，旨在保障所有市場(chǎng)參與者利益的同時(shí)優(yōu)化微網(wǎng)社區(qū)內(nèi)的分布式資源配置，達(dá)到確保每個(gè)微網(wǎng)的安全性、保證分布式資源所有者的合理收入、并通過價(jià)格激勵(lì)提升可再生能源的整體平衡能力的目的。

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)。