[發明專利]一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法

在審

• 申請號: 202011102784.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112234617A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳凱玲;顧聞;王海群;費斐;楊建林;呂冉;史松峰;符楊;葛曉琳;王云鵬
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46;H02J3/32;H02J3/14;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法，包括以下步驟：1)定義虛擬電廠的出力外特性；2)聚合多種分布式電源構建虛擬電廠主體；3)以最優化虛擬電廠出力外特性、最大化虛擬電廠運行收益和最小化虛擬電廠碳排放量作為調度目標函數建立虛擬電廠多目標優化調度模型；4)將虛擬電廠多目標優化調度模型中的多目標轉換為單目標，非線性條件線性化，并且采用混合整數線性規劃法進行求解，獲取調度統計信息，包括風電光伏出力情況、儲能設備的充放電時間及功率、電動動車的充放電時間及功率。與現有技術相比，本發明具有快速可靠、可行性高、適用范圍廣等優點。

技術領域

本發明涉及虛擬電廠優化調度領域，尤其是涉及一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法。

背景技術

虛擬電廠是由不同類型的分布式能源組成的一類特殊類型的發電廠，亦是一個綜合的能源管理系統，虛擬電廠通過先進的通訊技術及軟件系統，對分布式電源、儲能設備、電動汽車等分布式能源進行聚合，并參與電力市場與電力系統運行。虛擬電廠對所轄范圍內不同類型的能源發電進行管理和整合，具有與傳統電廠相似的可調度性及可控制性，因此，如何構建出具有傳統電廠相似出力外特性的虛擬電廠優化調度模型引起了人們的廣泛關注。

虛擬電廠作為聚集分布式電源的一種方式，其出力外特性表現為傳統電廠出力特點的基礎是解決好其內部能源的調度方式，一些現有文獻僅將電動汽車引入虛擬電廠，考慮了其作為電源與負荷的雙重特性；另有不少現有文獻建立了基于風光儲的虛擬電廠優化調度模型，并對虛擬電廠的管理架構、互動機制和關鍵技術進行探討；然而上述現有文獻并沒有考慮將虛擬電廠作為一個整體對外的輸出特性，與此同時，虛擬電廠的優化運行需兼顧各分布式能源運營商的運行收益及對社會的環境效益，僅考慮其出力外特性是不夠全面和深入的，現有的文獻多數以經濟性和環保性為目標函數，研究虛擬電廠的最優調度策略，對于出力外特性的研究并不充足，仍需要進一步的探索。

因此，急需一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法，以實現虛擬電廠在經濟環保運行的同時，能夠具有良好的出力外特性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種考慮出力外特性的虛擬電廠多目標優化調度方法，包括以下步驟：

1)定義虛擬電廠的出力外特性；

2)聚合多種分布式電源構建虛擬電廠主體；

3)以最優化虛擬電廠出力外特性、最大化虛擬電廠運行收益和最小化虛擬電廠碳排放量作為調度目標函數建立虛擬電廠多目標優化調度模型；

4)將虛擬電廠多目標優化調度模型中的多目標轉換為單目標，非線性條件線性化，并且采用混合整數線性規劃法進行求解，獲取調度統計信息，包括風電光伏出力情況、儲能設備的充放電時間及功率、電動動車的充放電時間及功率。

所述的步驟1)中，虛擬電廠出力外特性需接近傳統電廠，需滿足調度對虛擬電廠的期望出力需求，具體包括目標功率曲線、功率基線和實際出力曲線.

所述的目標功率曲線定義為調度對虛擬電廠的期望出力，其出力特點是白天高、夜間低，出力平穩，與分布式電源的出力有差異，所述的功率基線定義為虛擬電廠不采取調控手段時分布式電源聚合功率的估計值，其出力特點主要與分布式電源的特性有關，具有隨機性、波動性、反調峰等特性，所述的實際出力曲線定義為在虛擬電廠聚合各式分布式電源后，通過優化調度得到的虛擬電廠實際出力，其出力特點與實際的優化目標有關。

虛擬電廠出力外特性表現為對調度需求的響應程度，實際出力越接近目標功率則響應程度越高，出力可靠程度越好，反之則出力可靠程度越低。虛擬電廠實際出力與基準功率的差可視為虛擬電廠提供的產品。