本發(fā)明涉及能源管理，具體涉及一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著城市綜合能源系統(tǒng)的快速發(fā)展以及多能轉(zhuǎn)換設(shè)備的廣泛應(yīng)用，建筑產(chǎn)消者將在城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化中發(fā)揮更加靈活且主動(dòng)的作用。現(xiàn)有技術(shù)通過鼓勵(lì)具有多種差異化特征的建筑產(chǎn)消者，在城市綜合能源系統(tǒng)中進(jìn)行p2p電/熱能交易，實(shí)現(xiàn)了不同類型能源間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升了能量資源利用效率以及降低了建筑產(chǎn)消者的用能成本。配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商面向p2p能量交易下的建筑產(chǎn)消者設(shè)計(jì)了過網(wǎng)費(fèi)收取方案，以實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)消者使用配電網(wǎng)絡(luò)成本的合理分?jǐn)偅瑫r(shí)間接引導(dǎo)其優(yōu)化p2p交易方案，使交易可滿足配電網(wǎng)運(yùn)行約束。城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商可配置多種不同的多能轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過將從上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)買的電能、氣能、熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，隨后將轉(zhuǎn)換后的能量出售至p2p電/熱能交易下的建筑產(chǎn)消者，以獲取經(jīng)濟(jì)收益。制定城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的售電和售熱價(jià)格以及向上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)售能優(yōu)化策略，可進(jìn)一步促進(jìn)城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商與建筑產(chǎn)消者的互動(dòng)，激勵(lì)建筑產(chǎn)消者需求響應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)雙方協(xié)同優(yōu)化。

2、目前技術(shù)針對(duì)如何制定綜合考慮電/熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格、售電和售熱價(jià)格以及其能量資源調(diào)度優(yōu)化的城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行策略存在不足。在建筑產(chǎn)消者傳輸交易的電能和熱能過程中，不僅需要保證配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全，同時(shí)還要保證供熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全。在建筑產(chǎn)消者參與城市綜合能源系統(tǒng)的供需互動(dòng)的過程中，建筑產(chǎn)消者與城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商兩者均屬于獨(dú)立利益決策主體，為進(jìn)一步保護(hù)各決策主體的信息隱私，需采用分布式優(yōu)化算法，如交替方向乘子法(admm)、目標(biāo)級(jí)聯(lián)分析法(atc)等，對(duì)雙方協(xié)同優(yōu)化問題進(jìn)行求解。然而，考慮到在該協(xié)同優(yōu)化問題中，城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商與所有建筑產(chǎn)消者之間呈現(xiàn)為雙層結(jié)構(gòu)，而p2p電/熱能交易下的各建筑產(chǎn)消者之間則呈現(xiàn)為并行結(jié)構(gòu)。此外，這種協(xié)同優(yōu)化問題屬于包含大量連續(xù)和離散變量的高維混合整數(shù)非凸、非線性優(yōu)化模型，如何在保護(hù)建筑產(chǎn)消者與城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商信息隱私的同時(shí)，對(duì)該模型進(jìn)行高效快速求解成為研究的難點(diǎn)。

3、因此，如何發(fā)明一種面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方案，成為亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法及裝置，通過全新的分布式優(yōu)化算法，能夠在保護(hù)建筑產(chǎn)消者與城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商信息隱私的同時(shí)，對(duì)協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行高效快速求解。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法，包括：

3、根據(jù)上級(jí)能源系統(tǒng)售能價(jià)格變化、下層建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能交易及下層建筑產(chǎn)消者自身產(chǎn)用能情況，構(gòu)建上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型，并為所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型設(shè)置第一約束條件；

4、根據(jù)城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的電/熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格以及售電和售熱價(jià)格，構(gòu)建下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，并為所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型設(shè)置第二約束條件；

5、根據(jù)所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型及所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，構(gòu)建面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型；

6、將所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行分解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題和若干建筑產(chǎn)消者子問題；通過基于admm的加速異步分布式優(yōu)化算法對(duì)所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題及所述建筑產(chǎn)消者子問題進(jìn)行求解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商最優(yōu)運(yùn)營(yíng)策略和建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能最優(yōu)交易方案。

7、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法的優(yōu)選方案，所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

8、

9、式中，和分別為向建筑產(chǎn)消者i出售電能和熱能的功率；

10、為從建筑產(chǎn)消者i購(gòu)買電能的功率；和分別為向建筑產(chǎn)消者i出售電能和熱能的價(jià)格；為向建筑產(chǎn)消者i購(gòu)電的價(jià)格；為電過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格；為建筑產(chǎn)消者i與j之間傳電距離；為熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格；為建筑產(chǎn)消者i與j之間傳熱距離；為建筑產(chǎn)消者i與建筑產(chǎn)消者j的p2p電能交易功率；為建筑產(chǎn)消者i與建筑產(chǎn)消者j的p2p熱能交易功率；

11、和分別為從上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)買電能、氣能和熱能的功率；為向上級(jí)能源系統(tǒng)售電功率；和分別為從上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)買電能、氣能和熱能的價(jià)格；為城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向上級(jí)能源系統(tǒng)售電的價(jià)格，將售電價(jià)格設(shè)為其購(gòu)電價(jià)格乘以相關(guān)系數(shù)。

12、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法的優(yōu)選方案，在為所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型設(shè)置所述第一約束條件的過程中，所述第一約束條件包括：電/熱過網(wǎng)費(fèi)約束、售電和售熱價(jià)格約束、熱泵和chp運(yùn)行約束、城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商電/熱功率平衡約束、配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束和供熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束。

13、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法的優(yōu)選方案，所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

14、

15、式中，cba為儲(chǔ)能電池單位充放電成本；為為儲(chǔ)能電池充電功率；

16、為為儲(chǔ)能電池放電功率；ctes為蓄熱設(shè)備單位蓄放熱成本；為蓄熱設(shè)備蓄熱功率；為蓄熱設(shè)備放熱功率。

17、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法的優(yōu)選方案，在為所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型設(shè)置所述第二約束條件的過程中，所述第二約束條件包括：p2p電/熱能交易約束、向城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商購(gòu)售能約束、建筑熱平衡模型約束、儲(chǔ)能電池、蓄熱設(shè)備、熱泵、散熱器運(yùn)行約束和建筑產(chǎn)消者電/熱功率平衡約束。

18、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法的優(yōu)選方案，在將所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行分解，獲得所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題和若干所述建筑產(chǎn)消者子問題的過程中，所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題的增廣拉格朗日函數(shù)表達(dá)式為：

19、

20、所述建筑產(chǎn)消者子問題的增廣拉格朗日函數(shù)表達(dá)式為：

21、

22、式中，χ為城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商與建筑產(chǎn)消者的局部變量；x為耦合變量；z為輔助變量；λ為拉格朗日乘子；ρ為步長(zhǎng)。

23、本發(fā)明還提供一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置，基于以上一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略方法，包括：

24、上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)上級(jí)能源系統(tǒng)售能價(jià)格變化、下層建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能交易及下層建筑產(chǎn)消者自身產(chǎn)用能情況，構(gòu)建上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型，并為所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型設(shè)置第一約束條件；

25、下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的電/熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格以及售電和售熱價(jià)格，構(gòu)建下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，并為所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型設(shè)置第二約束條件；

26、面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型及所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，構(gòu)建面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型；

27、面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型求解模塊，用于將所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行分解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題和若干建筑產(chǎn)消者子問題；通過基于admm的加速異步分布式優(yōu)化算法對(duì)所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題及所述建筑產(chǎn)消者子問題進(jìn)行求解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商最優(yōu)運(yùn)營(yíng)策略和建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能最優(yōu)交易方案。

28、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置的優(yōu)選方案，所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型構(gòu)建模塊中，所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

29、

30、式中，和分別為向建筑產(chǎn)消者i出售電能和熱能的功率；

31、為從建筑產(chǎn)消者i購(gòu)買電能的功率；和分別為向建筑產(chǎn)消者i出售電能和熱能的價(jià)格；為向建筑產(chǎn)消者i購(gòu)電的價(jià)格；為電過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格；為建筑產(chǎn)消者i與j之間傳電距離；為熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格；為建筑產(chǎn)消者i與j之間傳熱距離；為建筑產(chǎn)消者i與建筑產(chǎn)消者j的p2p電能交易功率；為建筑產(chǎn)消者i與建筑產(chǎn)消者j的p2p熱能交易功率；

32、和分別為從上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)買電能、氣能和熱能的功率；為向上級(jí)能源系統(tǒng)售電功率；和分別為從上級(jí)能源系統(tǒng)購(gòu)買電能、氣能和熱能的價(jià)格；為城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向上級(jí)能源系統(tǒng)售電的價(jià)格，將售電價(jià)格設(shè)為其購(gòu)電價(jià)格乘以相關(guān)系數(shù)。

33、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置的優(yōu)選方案，所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型構(gòu)建模塊中，在為所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型設(shè)置所述第一約束條件的過程中，所述第一約束條件包括：電/熱過網(wǎng)費(fèi)約束、售電和售熱價(jià)格約束、熱泵和chp運(yùn)行約束、城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商電/熱功率平衡約束、配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束和供熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束。

34、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置的優(yōu)選方案，所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型構(gòu)建模塊中，所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

35、

36、式中，cba為儲(chǔ)能電池單位充放電成本；為為儲(chǔ)能電池充電功率；

37、為為儲(chǔ)能電池放電功率；ctes為蓄熱設(shè)備單位蓄放熱成本；為蓄熱設(shè)備蓄熱功率；為蓄熱設(shè)備放熱功率。

38、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置的優(yōu)選方案，所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型構(gòu)建模塊中，在為所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型設(shè)置所述第二約束條件的過程中，所述第二約束條件包括：p2p電/熱能交易約束、向城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商購(gòu)售能約束、建筑熱平衡模型約束、儲(chǔ)能電池、蓄熱設(shè)備、熱泵、散熱器運(yùn)行約束和建筑產(chǎn)消者電/熱功率平衡約束。

39、作為一種建筑p2p電熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略裝置的優(yōu)選方案，所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型求解模塊中，在將所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行分解，獲得所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題和若干所述建筑產(chǎn)消者子問題的過程中，所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題的增廣拉格朗日函數(shù)表達(dá)式為：

40、

41、所述建筑產(chǎn)消者子問題的增廣拉格朗日函數(shù)表達(dá)式為：

42、

43、式中，χ為城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商與建筑產(chǎn)消者的局部變量；x為耦合變量；z為輔助變量；λ為拉格朗日乘子；ρ為步長(zhǎng)。

44、本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)上級(jí)能源系統(tǒng)售能價(jià)格變化、下層建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能交易及下層建筑產(chǎn)消者自身產(chǎn)用能情況，構(gòu)建上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型，并為所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型設(shè)置第一約束條件；根據(jù)城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的電/熱過網(wǎng)費(fèi)價(jià)格以及售電和售熱價(jià)格，構(gòu)建下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，并為所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型設(shè)置第二約束條件；根據(jù)所述上層城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行優(yōu)化模型及所述下層建筑產(chǎn)消者用能優(yōu)化模型，構(gòu)建面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型；將所述面向差異化建筑p2p電/熱能交互的過網(wǎng)費(fèi)制定策略協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行分解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題和若干建筑產(chǎn)消者子問題；通過基于admm的加速異步分布式優(yōu)化算法對(duì)所述城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商子問題及所述建筑產(chǎn)消者子問題進(jìn)行求解，獲得城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商最優(yōu)運(yùn)營(yíng)策略和建筑產(chǎn)消者p2p電/熱能最優(yōu)交易方案。本發(fā)明通過全新的分布式優(yōu)化算法，能夠在保護(hù)建筑產(chǎn)消者與城市綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商信息隱私的同時(shí)，對(duì)協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行高效快速求解。