Coordinated Optimization of Active Distribution Network with Multiple Microgrids Considering Demand Response and Mixed Game

CHEN Qian; WANG Weiqing; WANG Haiyun

doi:10.7500/AEPS20220920003

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Coordinated Optimization of Active Distribution Network with Multiple Microgrids Considering Demand Response and Mixed Game

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Coordinated Optimization of Active Distribution Network with Multiple Microgrids Considering Demand Response and Mixed Game
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 9, Pages: 99-109(2023)
- 作者机构：
  
  新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830017
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52067020);Key Projects of the Education Department of Xinjiang Uygur Autonomous Region of China(XJEDU2019I009)
- DOI：10.7500/AEPS20220920003
  CLC：
- Received：20 September 2022，
  
  Revised：2023-01-15，
  
  Published Online：20 March 2023，
  
  Published：10 May 2023
- 稿件说明：
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陈倩,王维庆,王海云.计及需求响应和混合博弈含多微网主动配电网协调优化[J].电力系统自动化,2023,47(9):99-109.

CHEN Qian,WANG Weiqing,WANG Haiyun.Coordinated Optimization of Active Distribution Network with Multiple Microgrids Considering Demand Response and Mixed Game[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):99-109.
陈倩,王维庆,王海云.计及需求响应和混合博弈含多微网主动配电网协调优化[J].电力系统自动化,2023,47(9):99-109. DOI： 10.7500/AEPS20220920003.

CHEN Qian,WANG Weiqing,WANG Haiyun.Coordinated Optimization of Active Distribution Network with Multiple Microgrids Considering Demand Response and Mixed Game[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):99-109. DOI： 10.7500/AEPS20220920003.

摘要

针对含多类型微网的配电网安全经济运行问题，构建以各主体成本最小化为目标的混合博弈模型。首先，采用聚类方法削减场景，计及多类型负荷的综合需求响应构建主从博弈模型。配电网作为领导者，以运行成本最小为目标制定与微网交易电价，多类型微网作为跟随者在优化电价下形成合作联盟制定微网间交易电价和利益分配机制，通过优化交易电价和微网购、售电计划的耦合决策作用实现不同利益主体的双赢局面。其次，计及交互功率对配电网安全运行的影响，提出考虑配电网潮流的协调优化方法。针对模型特征，采用改进状态转移算法（ASTA）求解主体模型，从体模型采用Cplex求解器求解，主从模型相互影响获取混合博弈模型的均衡策略。最后，仿真结果验证了所提出方法的有效性和合理性。

Abstract

Aiming at the problem of safe and economic operation of distribution networks with multi-type microgrids

a mixed game model is constructed with the objective of minimizing the cost of each agent. First

the clustering method is used to reduce the scenarios

and the master-slave game model is constructed considering the integrated demand response of multi-type loads. As the leader

the distribution network formulates the price for trading with the microgrid with the objective of minimizing the operation cost. As the follower

the multi-type microgrids form a cooperative alliance to formulate the price for trading between microgrids and the benefit distribution mechanism under the optimized price. By the coupling decision-making function of the optimized transaction price and the microgrid electricity purchase and sale plan

a win-win situation for different stakeholders is realized. Secondly

considering the influence of interactive power on the safe operation of distribution networks

a coordinated optimization method considering the power flow of distribution networks is proposed. According to the characteristics of the model

the adaptive state transition algorithm (ASTA) is used to solve the master model

and the Cplex solver is used to solve the slave model

while the master-slave model interacts to obtain the equilibrium strategy of the mixed game model. Finally

the simulation results verify the effectiveness and rationality of the proposed method.

关键词

Keywords

references

胡铭洋，高红均，王程，等 . 面向多微网协调交易的多方共治决策方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 13 ）： 30 - 42 .

HU Mingyang ， GAO Hongjun ， WANG Cheng ， et al . Multi-party co-governance decision-making method for coordinated transactions among multiple microgrids ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 13 ）： 30 - 42 .

李雪，季寒松，张儒峰，等 . 计及多类型微网响应特性的城市配电系统分布式优化调度［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 17 ）： 74 - 82 .

LI Xue ， JI Hansong ， ZHANG Rufeng ， et al . Distributed optimal scheduling of urban distribution system considering response characteristics of multi-type microgrids ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 17 ）： 74 - 82 .

潘瑞媛，唐忠，史晨豪，等 . 基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置［J］. 中国电力， 2022 ， 55 （ 6 ）： 65 - 73 .

PAN Ruiyuan ， TANG Zhong ， SHI Chenhao ， et al . Optimal configuration of multi-microgrid system with multi-agent joint investment based on Stackelberg game ［J］. Electric Power ， 2022 ， 55 （ 6 ）： 65 - 73 .

侯慧，唐俊一，王逸凡，等 . 价格与激励联合需求响应下电动汽车长时间尺度充放电调度［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 15 ）： 46 - 55 .

HOU Hui ， TANG Junyi ， WANG Yifan ， et al . Long-time-scale charging and discharging scheduling of electric vehicles under joint price and incentive demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 15 ）： 46 - 55 .

GOUDARZI A ， LI Y ， FAHAD S ， et al . A game theory-based interactive demand response for handling dynamic prices in security-constrained electricity markets ［J］. Sustainable Cities and Society ， 2021 ， 72 ： 103073 .

赵波，汪湘晋，张雪松，等 . 考虑需求侧响应及不确定性的微电网双层优化配置方法［J］. 电工技术学报， 2018 ， 33 （ 14 ）： 3284 - 3295 .

ZHAO Bo ， WANG Xiangjin ， ZHANG Xuesong ， et al . Two-layer method of microgrid optimal sizing considering demand-side response and uncertainties ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2018 ， 33 （ 14 ）： 3284 - 3295 .

刘浩田，陈锦，朱熹，等 . 一种基于价格弹性矩阵的居民峰谷分时电价激励策略［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 5 ）： 116 - 123 .

LIU Haotian ， CHEN Jin ， ZHU Xi ， et al . An incentive strategy of residential peak-valley price based on price elasticity matrix of demand ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 5 ）： 116 - 123 .

范添圆，王海云，王维庆，等 . 计及主/被动需求响应下基于合作博弈的微网-配电网协调优化调度［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 2 ）： 453 - 463 .

FAN Tianyuan ， WANG Haiyun ， WANG Weiqing ， et al . Coordinated optimization scheduling of microgrid and distribution network based on cooperative game considering active/passive demand response ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 2 ）： 453 - 463 .

李鹏，吴迪凡，李雨薇，等 . 基于综合需求响应和主从博弈的多微网综合能源系统优化调度策略［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 4 ）： 1307 - 1321 .

LI Peng ， WU Difan ， LI Yuwei ， et al . Optimal dispatch of multi-microgrids integrated energy system based on integrated demand response and Stackelberg game ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 4 ）： 1307 - 1321 .

杨晓辉，张柳芳，吴龙杰，等 . 含考虑IDR的冷热电联供微网的主动配电网经济优化调度［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 3 ）： 19 - 28 .

YANG Xiaohui ， ZHANG Liufang ， WU Longjie ， et al . Economic optimal dispatch of an active distribution network with combined cooling， heating and power microgrids considering integrated demand response ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 3 ）： 19 - 28 .

熊宇峰，司杨，郑天文，等 . 基于主从博弈的工业园区综合能源系统氢储能优化配置［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 3 ）： 507 - 516 .

XIONG Yufeng ， SI Yang ， ZHENG Tianwen ， et al . Optimal configuration of hydrogen storage in industrial park integrated energy system based on Stackelberg game ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 3 ）： 507 - 516 .

王海洋，李珂，张承慧，等 . 基于主从博弈的社区综合能源系统分布式协同优化运行策略［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5435 - 5445 .

WANG Haiyang ， LI Ke ， ZHANG Chenghui ， et al . Distributed coordinative optimal operation of community integrated energy system based on Stackelberg game ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5435 - 5445 .

符杨，邢馨月，李振坤，等 . 基于主从博弈的微电网群多阶段鲁棒优化规划［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 4 ）： 1 - 8 .

FU Yang ， XING Xinyue ， LI Zhenkun ， et al . Multi-stage robust optimization planning of microgrid clusters based on master-slave game ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 4 ）： 1 - 8 .

程杉，陈梓铭，王瑞，等 . 基于混合博弈的多微电网双层协调优化调度［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 8 ）： 41 - 46 .

CHENG Shan ， CHEN Ziming ， WANG Rui ， et al . Double-layer coordinated optimal dispatching of multi-microgrid based on mixed game ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 8 ）： 41 - 46 .

李咸善，方子健，李飞，等 . 含多微电网租赁共享储能的配电网博弈优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 18 ）： 6611 - 6625 .

LI Xianshan ， FANG Zijian ， LI Fei ， et al . Game-based optimal dispatching strategy for distribution network with multiple microgrids leasing shared energy storage ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 18 ）： 6611 - 6625 .

刘洁颖，刘俊勇，黄媛，等 . 基于面板数据有序聚类的主动配电网规划场景降维技术［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 4 ）： 1132 - 1138 .

LIU Jieying ， LIU Junyong ， HUANG Yuan ， et al . Scene dimensionality reduction technology in active power distribution network planning based on orderly clustering of panel data ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 4 ）： 1132 - 1138 .

张智晟，于道林 . 考虑需求响应综合影响因素的RBF-NN短期负荷预测模型［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 6 ）： 1631 - 1638 .

ZHANG Zhisheng ， YU Daolin . RBF-NN based short-term load forecasting model considering comprehensive factors affecting demand response ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 6 ）： 1631 - 1638 .

SUN G Q ， QIAN W H ， HUANG W J ， et al . Stochastic adaptive robust dispatch for virtual power plants using the binding scenario identification approach ［J］. Energies ， 2019 ， 12 （ 10 ）： 1918 .

邱革非，何超，骆钊，等 . 考虑新能源消纳及需求响应不确定性的配电网主从博弈经济调度［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 6 ）： 66 - 74 .

QIU Gefei ， HE Chao ， LUO Zhao ， et al . Economic dispatch of Stackelberg game in distribution network considering new energy consumption and uncertainty of demand response ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 6 ）： 66 - 74 .

DONG Y C ， ZHANG H L ， WANGC ， et al . An adaptive state transition algorithm with local enhancement for global optimization ［J］. Applied Soft Computing ， 2022 ， 121 ： 108733 .

陈倩，王维庆，王海云 . 基于需求侧响应的主动配电网双层优化方法［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 16 ）： 1 - 13 .

CHEN Qian ， WANG Weiqing ， WANG Haiyun . Bi-level optimization model of an active distribution network based on demand response ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 16 ）： 1 - 13 .

李正茂，张峰，梁军，等 . 含电热联合系统的微电网运行优化［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 14 ）： 3569 - 3576 .

LI Zhengmao ， ZHANG Feng ， LIANG Jun ， et al . Optimization on microgrid with combined heat and power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 14 ）： 3569 - 3576 .

李振坤，汪璇璇，时珊珊，等 . 考虑微网间功率交互的配电网双层优化调度［J］. 南方电网技术， 2022 ， 16 （ 9 ）： 107 - 118 .

LI Zhenkun ， WANG Xuanxuan ， SHI Shanshan ， et al . Bi-level optimal dispatch of distribution network considering power interaction among microgrids ［J］. Southern Power System Technology ， 2022 ， 16 （ 9 ）： 107 - 118 .

周亦洲，孙国强，黄文进，等 . 计及电动汽车和需求响应的多类电力市场下虚拟电厂竞标模型［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 6 ）： 1759 - 1767 .

ZHOU Yizhou ， SUN Guoqiang ， HUANG Wenjin ， et al . Strategic bidding model for virtual power plant in different electricity markets considering electric vehicles and demand response ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 6 ）： 1759 - 1767 .

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