[發明專利]虛擬電廠參與日前雙重市場的隨機-魯棒優化運行方法

有效

• 申請號: 202010586982.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111682536B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 張宇華;王志南;王育飛;薛花;黃珂;王叢;孫曉鵬
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

1.一種虛擬電廠參與日前雙重市場的隨機-魯棒優化運行方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)根據虛擬電廠內部可控單元的數據信息，將燃料輪機、燃料電池和分布式儲能作為可控單元分別進行建模，從而建立虛擬電廠模型；

2)根據日前不同市場間的運行特性，建立虛擬電廠同時參與能量市場和旋轉備用市場下應各自滿足的約束條件，包括能量市場平衡約束、旋轉備用市場平衡約束和虛擬電廠備用約束，并且三種約束之間相互關聯；

所述參與能量市場競標下的能量平衡約束為：

式中：n為燃氣輪機和燃料電池的單元數；分別為t時刻第i單元燃氣輪機和燃料電池的輸出功率；P_l,t，P_w,t，P_v,t分別為虛擬電廠中負荷、風機以及光伏在t時刻的功率大小；P_t^cha,+、P_t^dis,-分別為虛擬電廠中所有分布式儲能單元的充、放電功率之和；P_EM,t為虛擬電廠在t時刻參與能量市場的競標量；

所述參與旋轉備用市場競標的備用功率約束為：

式中：R_SRM,t為t時刻虛擬電廠參與旋轉備用市場下的競標量；分別為t時刻第i個單元燃氣輪機、燃料電池參與旋轉備用市場的競標量；

其中燃氣輪機和燃料電池的輸出功率、參與能量市場的競標量以及參與旋轉備用市場下的競標量應滿足自身容量限制約束：

式中：分別為t時刻第i單元燃氣輪機和燃料電池的最大輸出容量；

虛擬電廠在參與能量市場競標與旋轉備用市場備用時，燃氣輪機和燃料電池要為系統留有一定的備用容量，不包括已參與旋轉備用市場部分，系統備用約束為：

式中：R_A,t為t時刻虛擬電廠中備用容量；

3)考慮日前市場下的多種不確定因素，基于日前市場電價的歷史信息分析，采用隨機場景模擬能量市場與旋轉備用市場電價的不確定性，利用拉丁超立方抽樣和同步回代場景消除法來生成不同概率下的典型場景；風電、光伏出力和負荷波動以不確定變量的區間集合來代替隨機變量確定性的概率分布，獲得風電、光伏和負荷相關參數的置信界限，以魯棒優化處理風機出力、光伏出力和負荷的不確定性；以備用市場部署請求系數模擬旋轉備用市場實時調用的隨機性；建立虛擬電廠隨機-魯棒優化模型；

4)將步驟3)建立的虛擬電廠隨機-魯棒優化模型與步驟2)的雙重市場運行約束相結合，建立虛擬電廠參與日前雙重市場的隨機-魯棒優化投標模型，以整體經濟性最大為目標，其中主要包括虛擬電廠參與能量市場和旋轉備用市場的收益與自身運行成本，虛擬電廠成本是用燃氣輪機、燃料電池、分布式儲能單元以及環境處理的綜合成本函數來表示，通過協調虛擬電廠參與不同市場下的投標策略和優化內部可控設備的出力；

所述虛擬電廠參與日前雙重市場的隨機-魯棒優化投標模型的目標函數為：

式中：T為調度周期；分別為場景s下t時刻旋轉備用市場的調用電價與容量電價；K_srm為備用市場部署請求系數，K_srm∈[0,1]，K_srm描述備用市場實時調度情況；λ_s,t為場景s下t時刻能量市場電價；π_s為場景s的概率；△t為調度時間間隔；為決策變量；為魯棒優化輔助變量，ω_s,t，ξ_s,t分別為虛擬電廠中不確定變量與其置信界限的上、下偏離值；分別為虛擬電廠中光伏出力與其置信界限的上、下偏離值；分別為虛擬電廠中負荷與其置信界限的上、下偏離值；分別保證了風電、光伏、負荷的偏離值大于零；隨機發電機組的維護費用C_K為其中λ_w,λ_v分別為風電、光伏機組的維護系數；

5)對步驟4)所建立的模型，采用YAMILP+CPLEX求解器進行求解，來獲得不同魯棒系數和備用市場部署請求系數下的日前市場投標策略，系數取值不同，相應決策的魯棒性不同，得到日前市場不同風險水平下的能量市場與旋轉備用市場的投標策略。