[發明專利]一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法

有效

• 申請號: 202011264791.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112308334B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王勇;許洪華;葉婷;王善磊;陳建坤;羅興;申張亮;朱紅勤
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐瑩

1.一種基于主從合作博弈的多虛擬電廠聯合優化調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立不同類型虛擬電廠的優化調度模型，包括：

(1)建立多電型虛擬電廠的優化調度模型；

多電型虛擬電廠以聚合發電單元為主，包括燃氣輪機、光伏電站、儲能單元的終端單元；建立多電型虛擬電廠的優化調度模型，包括以運行成本最小為優化目標的目標函數、燃氣輪機的發電成本約束、儲能單元的基本運行約束以及整體電能供需平衡約束；

所述以運行成本最小為優化目標的目標函數表示如下：

其中：表示多電型虛擬電廠的運行成本，T表示最大調度周期，分別表示各虛擬電廠與配電網運營商進行交易的購電電價和售電電價，分別表示多電型虛擬電廠向配電網運營商購買的電量和出售的電量，表示燃氣輪機的發電成本，其計算公式如下：

式中，a、λ^su、λ^sd分別為固定生產成本、啟動成本以及關機成本，分別為0或1整數變量，表示燃氣輪機是否工作、啟動或關機，K_l表示第l段燃氣輪機的出力曲線斜率，表示第l段燃氣輪機的出力，表示燃氣輪機的總出力，N_l表示燃氣輪機的分段總數；

其中，多電型虛擬電廠聚合的儲能單元，其基本運行約束如下：

式中，為ESS系統中t時刻存儲的電能，表示t-1時刻ESS系統中存儲的電能；S^es,min、S^es,max對應ESS系統存儲電量的上下限；η_c、η_d分別對應ESS系統的充放電效率；分別表示ESS系統的充放電功率，p^esc,max、p^esd,max分別表示ESS系統充放電功率的上限值；

此外，多電型虛擬電廠的優化調度模型滿足的整體電能供需平衡約束如下：

式中，為光伏機組t時刻總出力，為虛擬電廠的固定負荷；

(2)建立少電型虛擬電廠的優化調度模型；

少電型虛擬電廠指大型商業樓宇產消者單元，包括屋頂光伏面板、可中斷負荷以及中央空調系統，建立少電型虛擬電廠的優化調度模型，包括以運行成本最小為優化目標的目標函數、可中斷負荷的運行約束、中央空調系統的運行約束以及整體電能供需平衡約束；

所述以運行成本最小為優化目標的目標函數表示如下：

其中，表示少電型虛擬電廠的運行成本，表可中斷負荷的補償成本，其具體表達式如下：

式中，n_m表示最大中斷等級，為第m級負荷中斷補償價格，為第m級負荷中斷量，可中斷負荷的運行約束如下：

式中，為第m級的負荷中斷系數；為電力負荷；為t時段的負荷中斷量；為t-1時段的負荷中斷量；L^curt,max為連續時間內負荷中斷量的最大值；

其中，少電型虛擬電廠的中央空調系統，其調控過程中應滿足如下運行約束：

式中，分別表示蓄冷槽的蓄冷量、釋冷量以及制冷劑的釋冷量，μ_ch、μ_st、μ_re分別為各類設備的能量轉換效率，P_t^cold為CACS總體耗電量；

此外，少電型虛擬電廠的優化調度模型滿足的整體電能供需平衡約束如下：

(3)建立自平衡型虛擬電廠的優化調度模型；

自平衡型虛擬電廠為居民側產消者，聚合單元包括電動汽車負荷、可轉移負荷以及屋頂光伏面板，建立自平衡型虛擬電廠的優化調度模型包括以運行成本最小為優化目標的目標函數、電動汽車運行成本約束以及可轉移負荷量約束、整體電能供需平衡約束；

所述以運行成本最小為優化目標的目標函數表示如下：

式中，表示自平衡型虛擬電廠的運行成本，分別表示電動汽車電池損耗成本以及可中斷負荷補償成本，計算如下：

式中，N_v表示EV數量；表示第v輛EV的電池購買成本；為EV電池周期內充放電循環次數；為EV電池容量；為EV的電池放電深度；為EV的放電功率；為EV放電效率；表示EV行駛距離；E_v為EV單位行駛距離所消耗的功率；λ^shift為轉移負荷的補貼電價，表示實際的負荷轉移量；

最后，自平衡型虛擬電廠的優化調度模型滿足的整體電能供需平衡約束如下：

式中，表示電動汽車的充電功率，為轉移后的實際負荷大小；

步驟2：基于建立的不同類型虛擬電廠優化調度模型，建立配電網運營商與多個虛擬電廠的主從博弈模型，并結合粒子群算法迭代求解主從博弈模型得到求解結果；

步驟3：根據求解結果，采用Shapley值法進行合作利潤的再分配，并輸出最終求解結果。