(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 202111345238.4 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 南京邮电大 学 地址 210003 江苏省南京市 鼓楼区新模范 马路66号 (72)发明人 张慧峰　卓清泽　岳东　窦春霞　 胡小敬　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 张玉红 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H04L 9/00(2022.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 基于同态加密隐私保护的微电网分布式能 量优化管理方法 (57)摘要 本发明属于电力系统自动化的技术领域， 是 一种基于同态加密隐私保护的微电网分布式能 量优化管理方法， 包括步骤1： 微电网中以最大化 社会福利为目标， 建立分布式能量管理模型； 步 骤2： 将带有全局耦合约束的原非凸问题解耦转 化为一个只含有局部约束的分布式问题， 然后将 其分解为n个子优化问题； 步骤3： 基于一致性理 论求解出满足全局最优的分布式能量管理的方 案集； 步骤4： 加密信息交互方法基于同态密码学 理论， 根据Paillier加密系 统设计。 本发明将全 局耦合的能量管理优化问题解耦为n个子优化问 题， 求解每个子优化问题， 同时基于一致性理论 得到可以满足全局最优的方案集， 解决了分布式 能量管理中的隐私泄 露问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114123174 A 2022.03.01 CN 114123174 A 1.一种基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其特征在于： 所述 微电网分布式能量优化管理方法包括如下步骤： 步骤1： 微电网中， 以最大化社会福利为目标， 考虑多个发电单元和多个可响应负载单 元， 计及传输损耗， 建立分布式能量管理模型； 步骤2： 根据凸优化理论将带有全局耦合约束的原非凸问题解耦转化为一个只含有局 部约束的分布式问题， 然后将其分解 为n个子优化问题； 步骤3： 根据一致性理论， 针对步骤2子优化问题求解出满足全局最优的分布式能量管 理的方案集； 步骤4： 考虑到步骤3中一致性变量迭代过程中可能会暴露敏感隐私信息用电功率， 步 骤4采用加密信息交互方法使得各个参与者既能互相交换各自所需的信息又能保证自身的 隐私安全。 2.根据权利要求1所述基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其 特征在于： 所述 步骤2转化之后的只含有局部约束的分布式优化问题为： s.t. 发电单元i子优化问题模型为： 负载单元j子优化问题模型为： 3.根据权利要求1所述基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其 特征在于： 所述 步骤3中的求 解过程具体为： 步骤3‑1： 选中拉格朗日函数中二 次不等式约束的拉格朗日乘子作为一致性变量， 定义 为发电单元 的增量成本或负载单元 的增量效用， 在满足局部约束的前提下， 对每个子优化 问题求解， 且使得所有子 问题的增 量成本或者增量效用达到一致， 就可以求得分布式能量 管理问题的最优解； 步骤3‑2： 引入一个局部发负载差值变量作为一致性变量迭代过程中的反馈， 使得全局权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114123174 A 2发电负载平衡约束得到满足。 4.根据权利要求1所述基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其 特征在于： 所述 步骤1以最大化社会福 利为目标， 其目标函数为： 其中PG,i为第i个发电单元的输出功率， CG,i(PG,i)为第i个发电单元输出功率为PG,i时的 成本函数， 描述为输出功率PG,i的二次函数， a1,i、 a2,i、 a3,i为发电单元i的成本函数参数， NG 表示nG个发电单元的集合， PD,j为第j个可响应负 载单元的用电功率， CU,j(PD,j)为第j个可响 应负载单元效用函数， 刻画了用电PD,j时的满意度， 描述为PD,j的二次函数， b1,i、 b2,i为负载 单元j的效用函数参 数， 且b1,i、 b2,i满足b1,i≤0、 b2,i≥0， ND表示nD个可响应负载单元的集合， 且nG+nD＝n。 5.根据权利要求1或4所述基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其特征在于： 在所述步骤1分布式能量管理模型的建立需要 具体考虑发电负载平衡约束、 发 电单元功率上 下限约束、 发电单 元爬坡率约束、 负载 单元上下限约束， 具体为： 发电负载平衡约束： 发电单元出力爬坡率约束： 发电单元输出功率上 下限约束： 负载单元功率上 下限约束： 其中， 为第i个发电单元承担的传输功率损耗， B1,i、 B2,i、 B3,i为传输功率损耗参数， 且B1,i满足 B2,i满足0≤B2,i≤1， PG,i(k)为发电单元i在k时刻的输出功率， 分别为发电单元i的出力爬坡率上限和下限， 分别为发电单元i的输 出功率的下限和上限， 分别为负载 单元j的最低功率需求和最高功率限制。 6.根据权利要求1所述基于同态加密隐私保护的微电网分布式能量优化管理方法， 其 特征在于： 所述步骤4中加密信息交互方法基于同态密码学 理论， 根据Paillier加密系统设 计。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114123174 A 3