(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111418001.4 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东 新区自由贸易试 验区源深路1 122号 申请人 华东电力试验研究院有限公司 (72)发明人 马欢　曹颖爽　王娜　张鹏飞　 刘哲　范莹　赵三珊　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 代理人 赵继明 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 基于主从博弈的区域综合能源系统的优化 设计方法和装置 (57)摘要 本发明涉及一种基于主从博弈的区域综合 能源系统的优化设计方法和装置， 方法包括： 构 建以分布式冷、 热、 电三联供系统为核心的能量 传输模型， 同时设置能量平衡条件， 包括电平衡 条件、 热平衡条件、 冷平 衡条件、 原动机出力特性 约束； 建立 分布式能源站与能源用户之间的主从 博弈模型， 其博弈方包括供能侧及其策略集、 以 及用户侧及其策略集， 效用函数包括供能侧的效 用函数和用户侧的效用函数； 供能侧的效用函数 包括能源站的收益和能源站的成本； 用户侧的效 用函数包括用户满意函数和用户的能源支付费 用。 与现有技术相比， 本发明获得综合考虑的区 域综合能源系统的负荷和价格配置结果， 实现了 区域综合能源系统的综合优化配 置。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 114021385 A 2022.02.08 CN 114021385 A 1.一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 构建以分布式冷、 热、 电三联供系统为核心 的能量传输模型， 同时设置能量平衡条件， 包括电平衡条件、 热平衡条件、 冷平衡条件、 原动机出力特性约束； 建立分布式能源站与能源用户之间的主从博弈模型， 该主从博弈模型的博弈方包括供 能侧及其策略集、 以及用户侧及其策略集， 所述主从博弈模型的效用函数包括供能侧的效 用函数和用户侧的效用函数； 所述供能侧的效用函数包括能源站的收益和能源站的成本； 所述用户侧的效用函数包括用户满意 函数和用户的能源支付费用。 2.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述主从博 弈模型的求 解流程包括： S1： 首先初始化冷、 热、 电的能源价格， 并代入用户侧的效用函数； S2： 求得在用户 侧的效用函数最优条件下的负荷配置， 并将该最优的负荷配置代入所 述供能侧的效用函数， 求得 此时的最优能源价格； S3： 重复步骤S2， 直至相邻两次迭代后的最优能源价格的偏差小于预设的偏差阈值。 3.根据权利要求2所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述负荷配置求解过程中， 还包括设置用户侧实际负荷调整约束， 该用户侧实际 负荷调整约束的计算表达式为： (dK,N,mh‑lK,N,mh≤vKdK,N,mh) 式中， dK,N,mh为在能源种类K下用户逐时需求负荷， lK,N,mh为在能源种类K下的实际能源 负荷， N为用户， m为月份， n 为小时， vK为能源种类K的负荷调整比例。 4.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述电平衡条件的计算表达式为： 式中， E为电能， N为用户， m为月份， n为小时， lB， N， m， h为实际电负荷， Qgrid， m， h为电网购电 量， QPM， m， h、 QEC， m， h分别为原动机的发电功率、 电制冷机的耗电功率。 5.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述热平衡条件的计算表达式为： 式中， lH， N， m， h为实际热负荷， Hh， PM， ， m， h为原动机余热供热量， GGB， m， h为燃气锅炉耗气量， ηHB、 ηGB分别为换 热器和燃气锅炉效率， ω为天然气低位热值。 6.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述冷平衡条件的计算表达式为： 式中， lC， N， m， h为实际冷负荷， HcPM， |m， h为原动机余热制冷量， COPAC、 COPEC分别为吸收式制 冷机和电制冷机的性能系数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114021385 A 27.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述用户满意 函数满足： 当实际负荷小于用户需求负荷时， 函数取正值， 表示用户不满意， 随着 实际负荷接近 需 求负荷， 函数值减小， 不满意程度降低； 当实际负荷大于需求负荷时， 用户满意度函数为负 值， 表示用户满意， 随着实际负荷增加， 满意度函数继续减小， 用户满意程度持续增加， 但变 化幅度逐渐趋缓， 最终趋 于稳定。 8.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述用户满意 函数的计算表达式为： 式中， UEU,N为用户满意函数， E为电能， N为用户， m为月份， n为小时， lK,N,mh为在能源种类 K 下的实际能源负荷， dK,N,mh为在能源种类K下用户逐时需求负荷， αK为用户用能的弹性参数， 为负值； βK为常规负荷下的能源价格。 9.根据权利要求1所述的一种基于主从博弈的区域综合能源系统的优化设计方法， 其 特征在于， 所述能源站的成本函数的计算表达式为： CDES＝Cinv+Cgrid+Cgas+Com 式中， CDES为能源站的成本函数， Cinv为设备年均折算投资费， Cgrid为电网购电费用， Cgas 为燃气费， Com为设备运行维护费用。 10.一种基于主从博弈的区域综合 能源系统 的优化设计装置， 其特征在于， 包括存储器 和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 处理器调用所述计算机程序执行如权利要求 1至 9任一所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114021385 A 3