基于边云协同的产消者群合作式博弈优化调度方法

肖帆; 艾欣; 祁琪

doi:10.7500/AEPS20211115003

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基于边云协同的产消者群合作式博弈优化调度方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于边云协同的产消者群合作式博弈优化调度方法
- Cooperative Game Optimal Scheduling Method of Prosumer Cluster Based on Edge-Cloud Collaboration
- 电力系统自动化 2022年46卷第16期页码：142-150
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
  
  肖帆（1998—），女，硕士研究生，主要研究方向：新能源电力系统灵活性资源、需求响应。E-mail：xiaofan@ncepu.edu.cn
  艾欣（1964—），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源电力系统及微网、需求侧灵活性资源。E-mail：aixin@ncepu.edu.cn
  祁琪（1992—），女，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：智能配电网规划运行。E-mail：90102572@ncepu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51877078)
- DOI：10.7500/AEPS20211115003
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-11-15，
  
  修回日期：2022-02-19，
  
  网络出版日期：2022-05-13，
  
  纸质出版日期：2022-08-25
- 稿件说明：
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肖帆,艾欣,祁琪.基于边云协同的产消者群合作式博弈优化调度方法[J].电力系统自动化,2022,46(16):142-150.

XIAO Fan,AI Xin,QI Qi.Cooperative Game Optimal Scheduling Method of Prosumer Cluster Based on Edge-Cloud Collaboration[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):142-150.
肖帆,艾欣,祁琪.基于边云协同的产消者群合作式博弈优化调度方法[J].电力系统自动化,2022,46(16):142-150. DOI： 10.7500/AEPS20211115003.

XIAO Fan,AI Xin,QI Qi.Cooperative Game Optimal Scheduling Method of Prosumer Cluster Based on Edge-Cloud Collaboration[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):142-150. DOI： 10.7500/AEPS20211115003.

摘要

高渗透率的分布式电源接入负荷侧以后，配电网的结构形态和运行形态将发生重大改变。在此背景下，研究边缘计算-云计算协同（简称“边云协同”）框架下的新型电力系统调度方式和优化模型。采用合作式博弈作为边云协同交互优化的理论基础，边云两侧分别搭建需求侧灵活性资源调度优化模型和配电网侧考虑网络拓扑约束的出清优化模型。此外，考虑到通信过程中可能出现的丢包现象，建立以边缘服务平台为枢纽的双层闭环控制模型。通过算例仿真验证了交互调度方案和控制模型的经济性与可靠性。

Abstract

After the high-permeability distributed generators are connected to the load side

the structure and operation forms of the distribution network will significantly change. In this background

this paper studies a scheduling method and optimal model of new power system in the framework of edge-cloud collaboration. Cooperative game is adopted as the theoretical basis for the collaborative and interactive optimization of the edge-cloud collaboration. The scheduling optimal model of flexible resource at demand side and the clearing optimal model at distribution network side considering network topology constraints are established on both sides of edge and cloud

respectively. In addition

considering the packet loss in communication process

a double-layer closed-loop control model which regards the edge service platform as a hub is established. The economy and reliability of the interactive scheduling scheme and control model are verified by numerical simulation.

关键词

Keywords

references

万灿，宋永华 . 新能源电力系统概率预测理论与方法及其应用［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 1 ）： 2 - 16 .

WAN Can ， SONG Yonghua . Theories， methodologies and applications of probabilistic forecasting for power systems with renewable energy sources ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 1 ）： 2 - 16 .

HU J J ， LIU X T ， SHAHIDEHPOUR M ， et al . Optimal operation of energy hubs with large-scale distributed energy resources for distribution network congestion management ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2021 ， 12 （ 3 ）： 1755 - 1765 .

YANG Z ， HU J J ， AI X ， et al . Transactive energy supported economic operation for multi-energy complementary microgrids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 4 - 17 .

岑伯维，蔡泽祥，胡凯强，等 . 电力物联网边缘计算终端业务时序逻辑与计算负荷建模方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 107 - 114 .

CEN Bowei ， CAI Zexiang ， HU Kaiqiang ， et al . Modeling method for bussiness sequential logic and workload of edge computing terminal in electric Internet of Things ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 107 - 114 .

HU J J ， WU J C ， AI X ， et al . Coordinated energy management of prosumers in a distribution system considering network congestion ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 468 - 478 .

CHEN Y ， MEI S W ， ZHOU F Y ， et al . An energy sharing game with generalized demand bidding： model and properties ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 3 ）： 2055 - 2066 .

CHEN Y W ， CHANG J M . Fair demand response with electric vehicles for the cloud based energy management service ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 458 - 468 .

吴文传，张伯明，孙宏斌，等 . 主动配电网能量管理与分布式资源集群控制［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 9 ）： 111 - 118 .

WU Wenchuan ， ZHANG Boming ， SUN Hongbin ， et al . Energy management and distributed energy resources cluster control for active distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 9 ）： 111 - 118 .

SEVEN S ， YAO G ， SORAN A ， et al . Peer-to-peer energy trading in virtual power plant based on blockchain smart contracts ［J］. IEEE Access ， 2020 ， 8 ： 175713 - 175726 .

乐健，廖小兵，章琰天，等 . 电力系统分布式模型预测控制方法综述与展望［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 23 ）： 179 - 191 .

LE Jian ， LIAO Xiaobing ， ZHANG Yantian ， et al . Review and prospect on distributed model predictive control method for power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 23 ）： 179 - 191 .

佟兴，张召，金澈清，等 . 面向端边云协同架构的区块链技术综述［J］. 计算机学报， 2021 ， 44 （ 12 ）： 2345 - 2366 .

TONG Xing ， ZHANG Zhao ， JIN Cheqing ， et al . Blockchain for end-edge-cloud architecture： a survey ［J］. Chinese Journal of Computers ， 2021 ， 44 （ 12 ）： 2345 - 2366 .

吴界辰，艾欣 . 交互能源机制下的电力产消者优化运行［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 19 ）： 1 - 18 .

WU Jiechen ， AI Xin . Optimal operation of prosumers based on transactive energy mechanism ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 19 ）： 1 - 18 .

孙国强，王善磊，陈胜，等 . 基于双层Kriging元模型算法的多产消代理商主从博弈能量管理模型［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 11 ）： 8 - 16 .

SUN Guoqiang ， WANG Shanlei ， CHEN Sheng ， et al . Stackelberg game model for energy management of multiple prosumer aggregators based on bilevel Kriging meta model algorithm ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 11 ）： 8 - 16 .

KHORASANY M ， NAJAFI-GHALELOU A ， RAZZAGHI R . A framework for joint scheduling and power trading of prosumers in transactive markets ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2021 ， 12 （ 2 ）： 955 - 965 .

赵昊天，王彬，潘昭光，等 . 支撑云-群-端协同调度的多能园区虚拟电厂：研发与应用［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 5 ）： 111 - 121 .

ZHAO Haotian ， WANG Bin ， PAN Zhaoguang ， et al . Research and application of park-level multi-energy virtual power plants supporting cloud-cluster-end multi-level synergetic dispatch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 5 ）： 111 - 121 .

JIANG A H ， WEI H ， DENG J ， et al . Cloud-edge cooperative model and closed-loop control strategy for the price response of large-scale air conditioners considering data packet dropouts ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 4201 - 4211 .

姜爱华，韦化 . 基于通信的大规模空调与电网互动的分布式合作模型及优化控制［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 21 ）： 6276 - 6283 .

JIANG Aihua ， WEI Hua . Distributed cooperation model and optimal control strategy for interaction between large-scale air conditioning and power grid based on communication ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 21 ）： 6276 - 6283 .

MANSOURI Y ， BABAR M A . A review of edge computing： features and resource virtualization ［J］. Journal of Parallel and Distributed Computing ， 2021 ， 150 ： 155 - 183 .

SHEN L ， DOU X ， LONG H ， et al . A cloud-edge cooperative dispatching method for distribution networks considering photovoltaic generation uncertainty ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2021 ， 9 （ 5 ）： 1111 - 1120 .

NASH J . Two-person cooperative games ［J］. Econometrica ， 1953 ， 21 （ 1 ）： 128 .

WU Y L . Cloud-edge orchestration for the Internet of Things： architecture and AI-powered data processing ［J］. IEEE Internet of Things Journal ， 2021 ， 8 （ 16 ）： 12792 - 12805 .

VASAK M ， BANJAC A ， HURE N ， et al . Modular hierarchical model predictive control for coordinated and holistic energy management of buildings ［J］. IEEE Transactions on Energy Conversion ， 2021 ， 36 （ 4 ）： 2670 - 2682 .

SAHEBI M M ， DUKI E A ， KIA M ， et al . Simultanous emergency demand response programming and unit commitment programming in comparison with interruptible load contracts ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2012 ， 6 （ 7 ）： 605 .

WANG Y ， CHEN Q X ， HONG T ， et al . Review of smart meter data analytics： applications， methodologies， and challenges ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 3 ）： 3125 - 3148 .

ERDINC O ， PATERAKIS N G ， MENDES T D P ， et al . Smart household operation considering bi-directional EV and ESS utilization by real-time pricing-based DR ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 3 ）： 1281 - 1291 .

NAN S B ， ZHOU M ， LI G Y . Optimal residential community demand response scheduling in smart grid ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 210 ： 1280 - 1289 .

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