(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 202111509290.9 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 上海电力大 学 地址 200090 上海市杨 浦区平凉 路2103号 (72)发明人 范宏　王翠影　鲁尔齐　 (74)专利代理 机构 上海申汇 专利代理有限公司 31001 代理人 翁若莹　徐颖 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 共享储能 电站在多区域综合能源系统的优 化配置方法 (57)摘要 本发明涉及一种共享储能 电站在多区域综 合能源系统的优化配置方法， 充分考虑到共享储 能电站在多区域IES中的优化配置问题， 通过共 享储能电站来为多区域IES提供储能服务， 分析 多区域IES内部能流和设备能量转化关系， 基于 非对称纳什谈判博弈理论， 构建以多区域IES和 共享储能电站为不同利益主体的非对称纳什谈 判模型。 本发明方法实现个体利益、 整体利益最 优， 同时考虑各主体效益与自身的贡献度有关， 对各个主体更加公平。 在共享经济迅速发展的情 况下， 通过共享储能电站为多区域综合能源系统 提供储能服务， 利用各区域 综合能源系统负荷的 差异性以及互补性最大程度的减少储能投资成 本。 符合现阶段及未来电力系统发展趋势， 具有 很强的理论 性和实用性。 权利要求书3页 说明书13页 附图15页 CN 114154739 A 2022.03.08 CN 114154739 A 1.一种共享储能电站在多区域综合能源系统的优化配置方法， 其特征在于， 具体包括 如下步骤： 1)考虑多区域综合 能源系统和共享储能电站之间进行电能交易， 将用户侧的柔性负荷 等效为虚拟储能资源参与优化运行， 以运行成本最小为目标建立多区域综合能源系统运行 模型， 以投资成本、 运行成本之和最小为目标建立共享储能电站的优化配置模型； 2)根据各区域综合 能源系统和共享储能电站参与合作运行的贡献 能力不同， 建立了多 主体合作博弈与非对称纳什谈判模型， 并采用非线性映射方法量化各区域IES参与议价的 不同贡献能力； 即各区域综合能源系统作为一个整体与共享储能电站谈判， 求解电能共享 支付费用； 各区域综合能源系统与共享储能电站交互的能量不同， 各区域综合能源系统以 各自的贡献作为 议价能力， 通过不对称谈判对能量共享的收益进一 步分配。 3)各主体通过纳什谈判达成共识， 为保护各主体的隐私采用ADMM算法求解社会能源成 本最小化子 问题以及非对称支付效益最大化子 问题， 并获得共享储能电站功率、 容量配置 最优解。 2.根据权利要求1所述共享储能电站在多区域综合能源系统的优化配置方法， 其特征 在于， 所述步骤1)针对实际运行中各区域综合能源系统的用能差异性与互补性， 各区域综 合能源系统配备可再生能源机组以及能量生产、 转换设备； 各区域综合能源系统通过联络 线与共享储能电站相连， 并将用户侧可削减负荷和可转移负荷等效为虚拟储能资源参与需 求响应； 考虑多区域综合能源系统与共享储能电站属于不同的利益主体， 对多区域综合能 源系统和共享储能电站分别建立对应的优化 运行模型。 3.根据权利要求1所述共享储能电站在多区域综合能源系统的优化配置方法， 其特征 在于， 所述 步骤2)实现步骤为： 首先， 基于纳什谈判理论建立多区域综合 能源系统 ‑共享储能电站的合作 博弈模型； 并 通过等效变换将原始优化问题转变为两个凸的子 问题求解， 子 问题1为社会能源成本最小 化， 子问题 2为非对称支付效益 最大化； 然后， 由于各区域综合能源系统与共享储能电站交互的能量不同， 采用非线性映射方 法量化各区域综合能源系统参与议 价的不同贡献能力， 保证各参与主体的公平性。 4.根据权利要求3所述共享储能电站在多区域综合能源系统的优化配置方法， 其特征 在于， 所述 步骤2)具体实现步骤如下： 2.1)应用标准纳什谈判博弈的数学表达式， 建立多区域综合能源系统 ‑共享储能电站 的合作博 弈模型， 数 学表达式如下： CESS, Δ‑CESS≥0 式中： CESS,Δ分别为未参加合作博弈时各IES、 储能电站 主体的最优成本， 也作为 纳什谈判破裂点， 上式不 等式约束保证了各参与主体均能通过参与合作获取收益； 2.2)由于合作博弈模型本质为非凸非线性优化问题， 通过等效变换将原始优化问题变权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114154739 A 2为2个凸的子问题求 解， 具体的等效过程如下： 根据均值 不等式将合作博 弈模型改写为： 其中 为一常数， 因此： 值越小， 合作博弈模型的目标函数 值越大； 多区域综合能源系统与共享储能电站能量交互除了满足功率平衡， 同时需要满足收支 平衡。 不考虑各主体的支付、 收益 成本时第i个综合能源系统成本为 共享储能电站成本 为MESS： 令： MESS＝Cinv+Cop， 目标函数转 化为社会能源成本最小化子问题： 通过求解 社会能源成本 最小化子问题， 得到 MESS的最优值， 且 CEES,Δ为常数， 将得到的优化变量代入到合作博 弈模型中， 可 得到非对称支付效益 最大化子问题： 将非对称支付效益最大化子问题划分为两个过程， 第 一过程为各区域综合能源系统作 为一个整体与共享储能电站谈判， 求解电能共享支 付费用； 第二过程为 实际上各区域IES与 共享储能电站交互的能量不同， 各区域IES以各自的贡献作为议价能力， 通过不对称 谈判对 能量共享的收益进一 步分配。 5.根据权利要求4所述共享储能电站在多区域综合能源系统的优化配置方法， 其特征 在于， 所述 步骤3)具体步骤为： 首先、 构建增广拉格朗日函数， 采用ADMM算法求解社会能源成本最小化子问题， 各主体 在迭代过程中不断更新自身的决策；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114154739 A 3