[發明專利]一種基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略裝置

有效

• 申請號: 201810723850.2
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108960510B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 高紅均;周博;劉友波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q30/08;G06Q40/04;G06Q50/06
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 李俊

本發明公開了一種基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略模型，該基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略模型具體步驟如下：S1：根據電力市場規則，概述VPP競標流程、多場景法等理論基礎；S2：建立基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略的目標函數；S3：建立基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略的約束條件。考慮清潔能源出力和市場電價的不確定性對虛擬電廠參與日前市場和平衡市場競標策略的影響，采用多場景法模擬該不確定性因素，以虛擬電廠運行效益最大化為目標，構建基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠最優交易策略模型。

技術領域

本發明涉及電廠優化交易策略技術領域，具體為一種基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略模型。

背景技術

近年來，環境問題使得可再生能源(renewable energy sources，RES)在電網中的滲透率不斷增加，但是由于風電、太陽能等RES出力的隨機性給電網的運行帶來極大的挑戰，同時也降低了其參與市場交易的自主性。虛擬電廠(virtual power plant,VPP)能夠將RES、分布式儲能以及需求響應高效整合在一起，有效降低間歇性RES的出力不確定性，從而提高VPP進入電力市場時的競爭力以及整體上網時的穩定性。同時，隨著我國售電側的放開，電力市場競爭日益激烈，市場電價也存在一定的不確定性，綜合VPP內部可再生能源機組出力和負荷需求的不確定性因素，展開在多重不確定性因素下， VPP參與市場競價策略以及內部優化運行研究尤為迫切。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略模型，該基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略模型具體步驟如下：

S1：根據電力市場規則，概述VPP競標流程、多場景法等理論基礎，虛擬電廠作為整體協調調度內部資源參與市場運行，可將富余的電量出售給電力市場也可選擇從市場購電滿足負荷需求，實現經濟性最優,具體交易流程為：在日前階段，虛擬電廠運營商預測內部機組的可用出力情況以及負荷信息，決策并提交日前市場24時段競標電量信息，確定和市場的電量交換，VPP 優化調度內部資源(需求響應、電動汽車等)出力適應隨機發電機組的實時波動，消除實際出力與競標出力的偏差，實現風電的最大化消納；

采用多場景法處理市場電價及風電出力的不確定性，通過對可能出現的場景進行模擬將模型中的不確定性因素轉變成多個確定性場景問題，1)場景的生成：主要通過蒙特卡洛法或者歷史數據生成大量場景，對隨機變量T個時段可能運行狀態進行模擬，即，Pt(s)為場景某一具體場景s下t時刻的數據，S為所有可能場景的集合，2)場景的削減：為確保模擬的多樣性，需要生成大量的可能場景，但這無疑增加了計算負擔，兼顧模擬的可信性與計算負擔，基于概率距離思想對場景進行削減；

S2：建立基于兩階段隨機規劃的虛擬電廠優化交易策略的目標函數；

以虛擬電廠期望收益最大化為目標，基于兩階段隨機規劃建立虛擬電廠最優購售電策略模型：階段1VPP制定日前市場競標策略；階段2編制內部機組出力計劃，平抑風電出力波動，并利用CVaR量化不確定性給VPP收益帶來的風險，目標函數由VPP期望收益和CVaR兩部分構成：

式中，m為日前市場電價場景標識，表征第一階段不確定性，n為風電出力場景標識，表征第二階段隨機性特征；M、N分別為根據多場景法得到的日前市場電價和風電經典場景；ρ_m、ρ_n分別對應場景m和n發生的概率；分別為日前市場競標電量及實際出力值；分別為日前市場及平衡市場電價；η為風險價值；為置信度水平；β∈[0,∞)表示風險系數，與VPP 的風險偏好有關。分別為燃氣輪機成本、需求響應成本及電動汽車收益，具體表達式為：

燃氣輪機成本：

燃氣輪機(gas turbine，GT)成本由GT的生產和啟停成本及碳排放懲罰函數組成，