基于主从博弈的含氢虚拟电厂鲁棒优化调度研究.pdfVIP

摘要

在“双碳”战略不断推进的背景下，虚拟电厂作为分布式能源管理的重要手

段逐渐成为了当前研究的焦点。将其与氢能技术结合，利用氢能环保无碳的特点，

能够加快电力行业低碳化改革的进程。虚拟电厂内部的资源隶属于不同的主体，

在做出调度策略时需考虑各主体不同的利益诉求，而且系统中的不确定性因素

也会对调度决策产生较大的影响。因此，本文结合氢能技术，对基于主从博弈的

虚拟电厂鲁棒优化调度策略展开研究。主要研究内容包括：

针对虚拟电厂低碳优化调度问题，提出了一种基于氢能技术的虚拟电厂低

碳优化调度方法。通过分析系统内各机组的运行特性，建立了各机组的运行模型。

并以系统运行的经济性和低碳性为目标函数，构建了虚拟电厂低碳优化调度模

型，运用Gurobi求解器对模型进行求解。算例结果表明，引入氢能系统可有效

提高虚拟电厂调度策略的经济性和低碳性。

针对考虑多主体的虚拟电厂优化调度问题，深入挖掘能源供给侧与能源需

求侧的利益关系，提出了一种基于主从博弈的虚拟电厂优化调度方法。通过分析

各主体的利益诉求，建立了各主体的效益模型，并通过等效循环全寿命方法和热

舒适性指标，分别对电动汽车用户参与调度的电池损耗成本系数和削减负荷的

可调范围进行刻画，整体构成一主多从博弈模型。通过线性化处理和库恩塔克条

件将博弈模型转化为单层混合整数线性规划进行求解。算例结果表明，本文所提

的一主多从博弈模型可以实现虚拟电厂内各主体之间的利益均衡。

针对考虑不确定性的虚拟电厂优化调度问题，提出了一种基于两阶段鲁棒

优化的虚拟电厂优化调度方法。在优化的第一阶段，通过分布鲁棒机会约束对电

动汽车可调空间的不确定性进行描述；在优化的第二阶段，采用多面体不确定集

对风电出力的不确定性进行描述，整体构成两阶段鲁棒优化模型。利用机会约束

的确定性对等式将电动汽车不确定性约束转化为线性约束，整体模型采用嵌套

列约束生成算法进行求解。算例结果表明，本文所建的两阶段鲁棒优化模型能有

效应对不确定性因素对系统优化调度的影响，且所提模型能通过机会约束的确

定性对等式联合嵌套列约束生成算法求解。

关键词：虚拟电厂；氢能；主从博弈；鲁棒优化

ABSTRACT

Inthecontextofthecontinuousadvancementofthecarbondioxideemission

andcarbonneutralitystrategy,virtualpowerplants,asanimportantmeansof

distributedenergymanagement,havegraduallybecomethefocusofcurrentresearch.

Combiningitwithhydrogenenergytechnologyandusingthecharacteristicsof

hydrogenenergy,whichisenvironmentallyfriendlyandcarbon-free,canspeedupthe

processoflow-carbonreforminthepowerindustry.Theinternalresourcesofthe

virtualpowerplantbelongtodifferentsubjects,andthedifferentinterestsofeach

subjectshouldbeconsideredwhenmakingtheschedulingstrategy,andtheuncertain

factorsinthesystemwillalsohaveagreatimpactontheschedulingdecision.Therefore,

combinedwithhydrogentechnology,thispaperstudiestherobustoptimalscheduling

strategyofvirtualpowerplantbasedonmaster-slavegame.Th