[發(fā)明專利]多虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層-兩階段運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010153105.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN111242392B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇華;王志南;王育飛;薛花;李兵;韓志永;黃珂;王叢;孫曉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

本發(fā)明涉及一種多虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層?兩階段運(yùn)行方法，首先對(duì)風(fēng)光出力的不確定性進(jìn)行分析，將含有不確定性隨機(jī)變量的約束條件構(gòu)造其拉格朗日函數(shù)，并通過(guò)利用對(duì)偶定理進(jìn)行魯棒對(duì)等模型變換，從而將不確定性轉(zhuǎn)化為常規(guī)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建多個(gè)虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層?兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。采用分層能量?jī)?yōu)化策略，同時(shí)考慮主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性與虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)優(yōu)化上下層的交互功率，對(duì)配電網(wǎng)安全性模型采用粒子群算法尋優(yōu)，虛擬電廠經(jīng)濟(jì)性模型采用CPLEX進(jìn)行求解。本發(fā)明能夠有效應(yīng)對(duì)可再生能源的不確定性影響，大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行魯棒性，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)技術(shù)，特別涉及一種多虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層-兩階段運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

為了滿足日益增長(zhǎng)的電能需求和應(yīng)對(duì)化石能源短缺危機(jī)，傳統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿足新能源并網(wǎng)需求，含有高滲透率分布式能源(distributed energy resource,DER)的主動(dòng)配電網(wǎng)(active distribution network,ADN)技術(shù)得到了快速發(fā)展。但是可再生能源出力的隨機(jī)性、波動(dòng)性以及位置分布的分散性給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重隱患，滲透率的提高將會(huì)進(jìn)一步加劇此問(wèn)題。虛擬電廠(virtual power plant,VPP)技術(shù)的提出與發(fā)展給解決該問(wèn)題提供了一種新方式，VPP通過(guò)先進(jìn)通信與控制技術(shù)去聚合大量分布式可再生能源，以一個(gè)特殊的電廠身份參與配電網(wǎng)調(diào)度。通過(guò)進(jìn)行虛擬電廠與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層優(yōu)化來(lái)協(xié)調(diào)不同電力主體的利益沖突問(wèn)題，在日前規(guī)劃調(diào)度中，以提高虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量，并利用通信技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，消除可再生能源實(shí)時(shí)誤差。在電網(wǎng)不斷完善的同時(shí)帶動(dòng)了電力市場(chǎng)的革新，使虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度成為可能。

虛擬電廠中分布式可再生能源出力波動(dòng)性大、難以預(yù)測(cè)、以及統(tǒng)一調(diào)配難度高，是與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行迫切解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)虛擬電廠與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度的問(wèn)題，提出了一種多虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層-兩階段運(yùn)行方法。首先對(duì)風(fēng)光出力的不確定性進(jìn)行分析，將含有不確定性隨機(jī)變量的約束條件構(gòu)造其拉格朗日函數(shù)，并通過(guò)利用對(duì)偶定理進(jìn)行魯棒對(duì)等模型變換，從而將不確定性轉(zhuǎn)化為常規(guī)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建多個(gè)虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層-兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。采用分層能量?jī)?yōu)化策略，同時(shí)考慮主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性與虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)優(yōu)化上下層的交互功率，對(duì)配電網(wǎng)安全性模型采用粒子群算法尋優(yōu)，虛擬電廠經(jīng)濟(jì)性模型采用CPLEX進(jìn)行求解。在虛擬電廠與主動(dòng)配電網(wǎng)雙層能量?jī)?yōu)化的結(jié)構(gòu)下，進(jìn)而建立其日前-實(shí)時(shí)兩階段調(diào)度模型，日前階段采用魯棒優(yōu)化模型對(duì)可再生能源不確定性處理，在考慮其“最惡劣”場(chǎng)景的情況下建立了主動(dòng)配電網(wǎng)安全性與虛擬電廠經(jīng)濟(jì)性的雙層優(yōu)化模型，得到日前運(yùn)行方案；實(shí)時(shí)階段對(duì)其不確定性的實(shí)時(shí)誤差進(jìn)行校正，通過(guò)對(duì)可控單元的調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)中功率的平衡，消除可在能源誤差造成的波動(dòng)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種多虛擬電廠參與主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層-兩階段運(yùn)行方法，具體包括如下步驟：

1)以一天內(nèi)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電壓偏移平方和及各條線路總損耗最小為目標(biāo)函數(shù)，建立上層主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性模型，利用粒子群算法對(duì)上層主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行尋優(yōu)處理，從而得到主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)下層多虛擬電廠的交互功率調(diào)度指令；

2)在上層主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性模型的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果約束的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個(gè)虛擬電廠內(nèi)部分布式能源的發(fā)電、用電、儲(chǔ)能的設(shè)備信息，建立下層各個(gè)虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)性模型，通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)可控設(shè)備的出力，降低其整體運(yùn)行成本；

3)根據(jù)各個(gè)虛擬電廠內(nèi)部可再生能源信息及歷史記錄，對(duì)光伏、風(fēng)機(jī)的出力的不確定性分析不確定性對(duì)上下層配電網(wǎng)運(yùn)行的影響，建立上下層功率交互平衡約束、虛擬電廠備用約束和虛擬電廠功率平衡約束，將其約束中含有的不確定參數(shù)項(xiàng)構(gòu)其拉格朗日函數(shù)，通過(guò)對(duì)偶定理將不確定參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行極大化下的極小化處理，將其中含有不確定參數(shù)約束轉(zhuǎn)化為確定性線性規(guī)劃問(wèn)題，消除約束中的不確性變量，建立下層虛擬電廠魯棒優(yōu)化模型；