[發明專利]一種基于邊際成本的虛擬電廠內分布式優化方法

在審

• 申請號: 202010191690.9
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111355232A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 史建勛;徐奇鋒;戴元安;楊曉雷;姚劍峰;唐錦江;孫峰;程振龍;胡晟;張沖標;郁云忠;葛琪;吳晗;宣紹祺;高麗青;王鵬飛;曹斌;趙若辰;畢江林;劉維亮
• 申請（專利權）人: 國網浙江嘉善縣供電有限公司;嘉善恒興電力建設有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/48
• 代理公司: 北京艾皮專利代理有限公司 11777
• 代理人: 姜宇

本發明提出了一種基于邊際成本(Marginal costs，MCs)的虛擬電廠內分布式優化方法。包括：步驟1，建立虛擬電廠電力網絡模型：基于各分布式電源的地理因素，綜合考慮控制自治性和通信成本因素，構建虛擬電廠電力網絡模型；步驟2，建立虛擬電廠分區全局優化目標函數：兼顧主動配系統上層指令的響應和就地自治的需求建立虛擬電廠分區全局優化目標函數，目的是使目標函數達到最小值，也就是使虛擬電廠內輸送功率總成本最小；步驟3，分布式優化求解：當邊際成本收斂到平均一致性，目標函數會達到最優；步驟4，功率的調整分配：根據優化結果分配功率參考值到各類設備的本地控制層，實現虛擬電廠分區內的優化控制。

技術領域

本發明涉及配電網控制分區技術領域，具體涉及一種基于邊際成本的虛擬電廠內分布式優化方法。

背景技術

主動配電系統內多種DGs的隨機性、間歇性、不確定性、雙向功率流動特性，多樣化負荷的波動特性，以及用戶對高品質供用電的定制需求，使其運行控制對實時性、靈活性、適應性要求更高。因此，必須對分布式電源進行有效的管控，在降低安全穩定風險的同時，增加分布式電源的經濟性，達到全社會資源效益最大化。

目前，電力系統大多采用微電網概念作為分布式發電資源的并網形式，它能夠很好地協調大電網與分布式發電資源間的技術矛盾，同時具備一定的能量管理功能，但微網以分布式發電資源就地應用為主要控制目標，且受到地理區域的限制，對多區域、大規模分布式發電資源的有效利用及在電力市場中的規?；б婢哂幸欢ǖ木窒扌浴閷崿F這些分布式發電資源更好的整合，近年來國內外專家學者又提出了虛擬發電廠的概念，虛擬發電廠可認為是通過先進的通信技術與軟件管理系統將配電網中的分布式發電資源聚合與優化，作為一個特別的電廠參與到電網運行中，進而協調電網與需求側電源的矛盾。因此開展虛擬電廠內基于經濟效益來調控分布式電源發電的研究，對分布式電源在未來電網中的靈活管控具有積極意義。目前國內對于虛擬電廠分布式優化控制的研究，尚處于起步階段。要實現虛擬電廠內分布式優化控制，需要解決以下問題：1)虛擬電廠網絡模型如何構建；2)怎樣對虛擬電廠內分布式優化進行評估，了解虛擬電廠經濟效益是否理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于邊際成本的虛擬電廠內分布式優化方法，為了彌補現有技術的缺乏，實現上述目的，本發明提供如下技術方案，包括：

步驟1建立虛擬電廠電力網絡模型；

所述虛擬電廠電力網絡模型的建立考慮了各分布式電源的地理位置、通信條件、系統支路信息和節點信息等因素。與實際情況十分接近，具有較高的實際意義。具體包括：各分布式電源的地理位置，考慮了虛擬電廠各節點的空間關系；通信條件，考慮了虛擬電廠各節點的連接關系；系統支路信息，考慮了虛擬電廠線路電阻和電感；系統節點信息，考慮了虛擬電廠節點負荷大小和節點分布式電源容量。

步驟2建立虛擬電廠分區全局優化目標函數；

根據步驟1建立的虛擬電廠電力網絡模型，針對虛擬電廠中的多種類型的DGs和可控負荷，建立發電成本模型和負荷調節成本模型，構建發電成本最小最優控制目標函數。目標函數越小，表示在全面響應上級發電指令和本地擾動自抑的同時，兼顧虛擬電廠分區內發電的經濟性和負荷互動性。

所述步驟2包含以下三個步驟，如下：

步驟2.1：建立等式約束條件：為了滿足有功平衡，首先制定功率等式約束，保證VPP提供的有功功率等于分配給VPP的有功輸出任務。其計算公式如式(1)：

式(1)中P_TOT表示ADN中負載所需的功率；P_r表示第r個VPP的輸出功率。

步驟2.2：建立發電成本函數：