[發明專利]一種虛擬電廠動態靈活性評估方法

有效

• 申請號: 202011341035.3
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112531790B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 吳文傳;王思遠;孫宏斌;王彬;郭慶來
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/28;G06F17/11
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

1.一種虛擬電廠動態靈活性評估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

A、設置燃氣輪機、儲能設備、光伏發電設備、風力發電機設備、需求側響應熱負荷和電動汽車充電站的輸出功率約束條件，構建虛擬電廠的分布式能源資源模型；

B、設置虛擬電廠網絡中電壓幅值、電流和注入功率，得到虛擬電廠的網絡約束條件，構建虛擬電廠網絡潮流模型；

C、將儲能設備、需求側響應熱負荷和電動汽車充電站定義為儲能類設備，將燃氣輪機、光伏發電設備和風力發電機設備定義為發電機類設備；定義所有的分布式發電能源資源的輸出功率構成的決策變量向量，其中所有儲能類設備的輸出有功功率構成的決策變量為P_E，所有的發電機類設備的輸出有功功率構成的決策變量為P_G，定義所有的分布式能源資源設備的無功功率構成的決策變量為Q；基于魯棒優化方法，提取儲能類和發電機類分布式資源的運行約束條件；

D、根據步驟A虛擬電廠的分布式能源資源模型中的參數、步驟B虛擬電廠網絡潮流模型的參數以及步驟C儲能類和發電機類分布式資源的運行約束條件，基于兩階段魯棒優化算法，分別求解等效儲能類設備和等效發電機類設備的約束參數；

E、基于步驟D的約束參數，獲取虛擬電廠靈活性評估結果；

所述步驟E中，將虛擬電廠等效為一個等效儲能類設備和一個等效發電機類設備，基于步驟D的結果，等效儲能類設備和等效發電機類設備的靈活范圍分別如式(88)和式(89)：

其中，矩陣A_E是表示等效儲能的輸出功率上下界和儲能能量上下界約束參數的常數矩陣；矩陣A_G是表示等效發電機的輸出功率上下界和爬坡上下界約束參數的常數矩陣；表示由等效儲能設備約束參數的主問題優化得到的結果；表示由等效發電機約束參數的主問題優化得到的結果；P_ESS表示由各時刻等效儲能類設備輸出有功功率構成的向量；P_GEN表示由各時刻等效發電機類設備輸出有功功率構成的向量；

虛擬電廠的輸出有功功率如式(90)：

P_VPP＝P_ESS+P_GEN (90)

P_VPP表示由各時刻虛擬電廠輸出有功功率構成的向量。

2.根據權利要求1所述的一種虛擬電廠動態靈活性評估方法，其特征在于，

所述步驟A中燃氣輪機的輸出功率約束條件為：

其中，表示節點i處ψ相的燃氣輪機在時刻t的輸出有功功率；表示節點i處ψ相的燃氣輪機在時刻t的輸出無功功率；表示節點i處ψ相的燃氣輪機的最大輸出有功功率；表示節點i處ψ相的燃氣輪機的最小輸出有功功率；表示節點i處ψ相的燃氣輪機的最大輸出無功功率；表示節點i處ψ相的燃氣輪機的最小輸出無功功率；表示節點i處的燃氣輪機在時刻t的輸出有功功率；

燃氣輪機的有功功率的爬坡約束條件如下：

其中，r_i^CHP表示節點i處的燃氣輪機的爬坡參數，表示節點i處ψ相的燃氣輪機在時刻t-1的輸出有功功率。

3.根據權利要求2所述的一種虛擬電廠動態靈活性評估方法，其特征在于，

所述步驟A中儲能設備的輸出功率約束條件為：

其中，表示在t時刻節點i處ψ相的儲能設備的凈輸出有功功率；表示在t時刻節點i處ψ相的儲能設備的凈輸出無功功率；表示節點i處ψ相的儲能設備放電有功功率最大值；表示節點i處ψ相的儲能設備充電有功功率最大值；表示節點i處ψ相的儲能設備的最大容量；表示在t時刻節點i處的儲能設備的凈輸出有功功率；

將式近似為如下線性化形式：

儲能設備的能量約束條件為：

其中，表示節點i處在時刻t的儲能設備的能量；表示節點i處在時刻t-1的儲能設備的能量；表示節點i處儲能設備的最小能量；表示節點i處儲能設備的最大能量；表示節點i處儲能設備的自放電率；Δt表示兩個決策時刻的時間間隔。