[發明專利]一種基于原?對偶內點法的虛擬電廠動態經濟調度模型

在審

• 申請號: 201710040921.4
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106779487A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 尹國明;曹蓓;范瑞祥;徐在德;潘建兵;楊建明
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;江西科晨高新技術發展有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本發明涉及一種基于原-對偶內點法的虛擬電廠動態經濟調度模型，屬電力調度技術領域。

背景技術

為促進清潔能源的利用，國家已針對光伏發電，風力發電等可再生能源技術，推出了一系列切實可行的補貼政策和清潔化改造項目，以實現了電源側的大規模新能源集群接入，配電側的電源特性亦漸漸凸顯。然而，眾多新能源設備接入，帶來許多問題，這些問題主要有：

(1)分布式新能源容量較小、不可控，設備之間缺乏有效的協調和控制，難以替代傳統火力發電廠。

(2)新能源發電靈活性和可控性較低，系統操作員無法對其進行高效地市場運行和管理，僅僅依靠新能源設備本身被動式地參與市場運營，將導致新能源設備的運行和投資成本增加，較依賴政府的補貼政策，嚴重限制其發展的步伐。

(3)新能源發電(例如，風力發電和光伏發電系統)出力具有明顯的間歇性和波動性，給電力系統調度運行帶來較大的不確定因素，隨著其并網容量的快速增加和國家的激勵政策推進，必將對系統的穩定運行帶來越來越嚴峻的挑戰。

為使新能源發電高效參與到能源市場的運行和控制中，并使之與傳統火力發電廠實現較好的互補與配合。文獻《微電網技術綜述》[楊新法，蘇劍，呂志鵬，等.[J].中國電機工程學報，2014，34(1)：57-70]采用微網靈活、高效地管控新能源設備，以各種分布式電源的就地應用為控制目標，提高了配電網運行安全性和可靠性，但其對市場效益考慮不足。文獻《主動配電網技術及其進展》[尤毅，劉東，于文鵬，等.[J].電力系統自動化，2012，36(18)：10-16]提出建設主動配電網，使用靈活的網絡調節技術有效管理潮流，以實現對新能源發電設備進行自主協調與管控，是未來智能配電網發展的較高階段，但其建設成本高、周期較長，虛擬電廠[Nerea Ruiz，Cobelo，JoséOyarzabal.A Direct Load Control Model for Virtual Power Plant Management[J].IEEE Trans on Power Systems，2009，24(2)：959-966]的引入，為這一問題提供了新的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于原-對偶內點法的虛擬電廠動態經濟調度模型，以解決虛擬電廠經濟調度時，各種間歇性新能源接入的影響，并克服波動性負荷對電力系統造成的不了影響。

為實現上述目的，本發明的技術方案是提供一種基于原-對偶內點法的虛擬電廠動態經濟調度模型，按照如下步驟實現：

(1)根據虛擬電廠功能的不同，將其分為商業型虛擬電廠(CVPP)和技術型虛擬電廠(TVPP)；商業型虛擬電廠在電力市場中充當市場服務及制訂、執行發電計劃職能；技術型虛擬電廠實現并網安全運行校核及管理功能。并據此構建本發明的虛擬電廠基本運行構架；

(2)建立模型目標函數；所述虛擬電廠動態經濟調度模型是以虛擬電廠經濟效益最大化為目標，以分布式電源機組出力、儲能的充/放電功率、可中斷負荷等作為調控資源，包含購電成本、售電收益、負荷削減成本和分布式電源發電成本；

(3)建立模型約束條件；所述虛擬電廠必須滿足電力網絡安全運行約束、新能源設備自身約束以及節點功率平衡的前提，虛擬電廠動態經濟調度模型的約束條件包括：節點功率平衡方程、分布式電源的出力約束、分布式電源出力爬坡約束、儲能設備充/放電功率和容量約束、可削減負荷約束和線路功率約束；

(4)采用基于原問題擾動條件的全矢量化原-對偶內點法求解上述模型，可將上述模型簡化為非線性規劃形式：

obj.min f(x)

s.t.h(x)＝0

式中，f(x)為目標函數；h(x)為等式約束函數；g(x)為不等式約束函數，g和分別為其下、上限。

然后采用原始對偶內點法求解所述非線性規劃問題。

所述虛擬電廠動態經濟調度模型的目標函數表達如下：