Coordinated Optimization of Mixed Microgrid Multi-agent Game Considering Multi-energy Coupled Shared Energy Storage

LIN Mohan; LIU Jia; TANG Zao; ZENG Pingliang; JIANG Biao; MA Gongjin

doi:10.7500/AEPS20230920003

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Coordinated Optimization of Mixed Microgrid Multi-agent Game Considering Multi-energy Coupled Shared Energy Storage

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Coordinated Optimization of Mixed Microgrid Multi-agent Game Considering Multi-energy Coupled Shared Energy Storage
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 4, Pages: 132-141(2024)
- 作者机构：
  
  杭州电子科技大学自动化学院，浙江省杭州市 310018
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U2166211);Zhejiang Provincial Science and Technology Program(52207085)
- DOI：10.7500/AEPS20230920003
  CLC：
- Received：20 September 2023，
  
  Revised：2023-11-28，
  
  Published Online：19 January 2024，
  
  Published：25 February 2024
- 稿件说明：
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林墨涵,刘佳,唐早等.考虑多能耦合共享储能的微网多智能体混合博弈协调优化[J].电力系统自动化,2024,48(4):132-141.

LIN Mohan,LIU Jia,TANG Zao,et al.Coordinated Optimization of Mixed Microgrid Multi-agent Game Considering Multi-energy Coupled Shared Energy Storage[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(4):132-141.
林墨涵,刘佳,唐早等.考虑多能耦合共享储能的微网多智能体混合博弈协调优化[J].电力系统自动化,2024,48(4):132-141. DOI： 10.7500/AEPS20230920003.

LIN Mohan,LIU Jia,TANG Zao,et al.Coordinated Optimization of Mixed Microgrid Multi-agent Game Considering Multi-energy Coupled Shared Energy Storage[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(4):132-141. DOI： 10.7500/AEPS20230920003.

摘要

冷热电耦合的共享储能可以更显著地提高微网多种能源的利用效率与消纳水平。然而，多能耦合的共享储能进一步增加了多微网之间协调运行的难度，故而提出了一种考虑多能耦合共享储能的微网多智能体混合博弈协调优化模型。首先，围绕多能耦合共享储能进行建模，从冷、热、电3个维度构建元件的运行模型。其次，提出了一种计及多能耦合共享储能协作的微网混合博弈双层协调调度模型。上层部分为基于主从博弈的微网运营商日内电价优化模型，以微网运营商的日内收益最大化为目标，综合考虑电价上下限约束和购售电价平均值约束，为下层协作运行提供响应电价；下层部分为基于合作博弈的微网间协作运行策略模型，以产消者和共享储能电站的合作成本为目标，综合考虑机组出力上下限约束和功率平衡约束，为上层反馈合作成本用于指导电价优化调整。然后，在混合博弈模型求解时，以电价变动率为收敛判据，同时采用二分法处理电价约束以加速模型求解。最后，采用多智能体协调优化的微网系统验证了所提方法的有效性。

Abstract

Shared energy storage with cooling

heating and power coupling can more significantly improve the utilization efficiency and accommodation level of multi-energy sources in microgrids. However

the multi-energy coupled shared energy storage further increases the difficulty of coordinated operation among multi-microgrids. Therefore

a coordinated optimization model of mixed microgrid multi-agent game is proposed considering multi-energy coupled shared energy storage. First

the model is carried out around the multi-energy coupled shared energy storage

and the operation model of the components is constructed from three dimensions of cooling

heating and power. Then

a two-layer coordinated scheduling model of mixed microgrid game is proposed considering the collaboration of multi-energy coupled shared energy storage. The upper layer is an intraday electricity price optimization model for microgrid operators based on Stackelberg game

which aims at maximizing the microgrid operators’ intraday revenues

and provides a responsive electricity price for the lower collaborative operation with the comprehensive consideration of the upper and lower constraints on the electricity price and the constraints on the average of the purchase and sale prices. The lower layer is a cooperative operation strategy model based on cooperation game

which takes the cooperation cost of producers and sellers and shared energy storage as the goal

comprehensively considers the upper and lower limits of unit output constraints and power balance constraints

and provides feedback cooperation cost for the upper layer to guide the optimization and adjustment of electricity price. Then

the change rate of electricity price is used as the convergence criterion

and the bifurcation method is used to deal with the constraints of electricity price to accelerate the model solution in the mixed game model solution. Finally

the effectiveness of the proposed method is verified by using a microgrid system with the multi-agent coordinated optimization.

关键词

Keywords

references

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