[發明專利]一種虛擬電廠與主網最優協同調度方法

在審

• 申請號: 202010902485.9
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112311017A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 陶力;劉健;王劍曉;安麒;張慶賀;洪云飛;鄒建業;聶貴林;齊文強
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院有限公司;北京科東電力控制系統有限責任公司;國網山東省電力公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明公開了一種虛擬電廠與主網最優協同調度方法，包括建立虛擬電廠與主網迭代交互的兩層模型，并考慮虛擬電廠整體約束，分布式能源約束，儲能系統約束以及柔性負荷約束，對虛擬電廠內分布式能源、儲能系統充放電及柔性負荷進行調整；考慮主網整體約束，發電機約束及可再生發電約束，對主網發電機和可再生發電出力進行調整。本發明考慮到虛擬電廠出力對主網電價的影響，實現了虛擬電廠與主網之間的協同控制，能夠為降低虛擬電廠運行成本，優化虛擬電廠與主網之間協同調度的行為決策提供理論指導。

技術領域

本發明涉及電力調度技術領域，具體的說，涉及一種虛擬電廠與主網最優協同調度方法。

背景技術

分布式能源具有環保、投資小、靈活等優點，可以減少能源消耗與環境污染，逐漸成為電力系統的研究重點。但分布式能源單獨并入電網的成本較高，且由于數量眾多，電網難以對它們進行統一控制。此外分布式能源出力具有間斷性和隨機性，將給電網帶來諸如電壓波動、電壓閃變、諧波污染、三相不平衡等電網運行穩定性問題。而分布式電源單機容量過小，獨立參加電力市場會造成較大風險，因此僅靠它們本身加入電力市場運營并不可行。

虛擬電廠通過聚合不同類型的分布式電源與儲能，能夠作為一臺發電機參與電力市場交易。即虛擬電廠將具有不同缺點(如隨機出力)和優點(如高能量短期儲存)的發電和儲能設備以互補的方式組合在一起。其優點在于虛擬電廠可以聚合分布式能源對主網穩定供電，降低了分布式電源獨立參加市場的風險；同時虛擬電廠對分布式電源的協調優化可以有效減小分布式電源并網對主網的沖擊，提高系統運行穩定性。

目前主網與虛擬電廠之間的協調仍存在諸多難點。虛擬電廠中存在數量眾多的分布式能源、儲能以及柔性負荷，虛擬電廠的內部主體具有不同的運行特性、成本，導致虛擬電廠中的信息多而復雜。因此主網要想獲得虛擬電廠內部所有信息不具有可行性。此外現有的研究都把虛擬電廠作為價格接受者，根據主網電價對虛擬電廠進行優化，并沒有考慮虛擬電廠出力對主網的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于均衡理論的虛擬電廠與主網最優協同調度方法，建立虛擬電廠與主網最優協同調度雙層模型，為降低虛擬電廠與主網運行總成本，優化虛擬電廠與主網之間協同調度的行為決策提供理論指導。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種虛擬電廠與主網最優協同調度方法，包括：

建立虛擬電廠與主網最優協同調度雙層模型；所述雙層模型中，下層模型以虛擬電廠運行成本最小化為目標函數，上層模型以主網運行成本最小化為目標函數；

求解所述虛擬電廠與主網最優協同調度雙層模型，根據求解結果調整虛擬電廠內分布式能源出力、儲能系統充放電功率及柔性負荷用電量，調整主網發電機和可再生發電出力。

進一步的，所述建立虛擬電廠與主網最優協同調度雙層模型，包括：

下層模型為：

min C^VPP；

其中，C^VPP為虛擬電廠運行成本，γ_s為時序曲線s出現的概率，為時序曲線s下t時刻主網給虛擬電廠的固定報價，為第i臺燃氣輪機的運行成本，為時序曲線s下t時刻虛擬電廠向主網供電功率的相反數，為第i臺燃氣輪機在時序曲線s下t時刻的發電功率，U_j(·)為第j個柔性負荷的效用函數，為第j個柔性負荷在時序曲線s下t時刻的用電量，s∈S，S為時序曲線集合；

上層模型為：

min C^MG；