[發(fā)明專利]計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠組建方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110467517.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113191625A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉懷東;崔麗瑤;王睿卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國(guó)威

本發(fā)明涉及電氣設(shè)備及電氣工程、發(fā)電和供電，為能夠確定出使得虛擬電廠整體勢(shì)函數(shù)最大的虛擬電廠成員選擇方案，既有利于優(yōu)化虛擬電廠成員整體素質(zhì)，提高服務(wù)水平和供電能力，同時(shí)可以讓各成員獲得滿意的經(jīng)濟(jì)收益。本發(fā)明，計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠組建方法，在CCR模型、交叉效率CCR模型基礎(chǔ)上，通過(guò)博弈交叉效率CCR模型，利用增加二級(jí)約束對(duì)平均交叉效率模型進(jìn)行修正，建立虛擬電廠成員評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠成員數(shù)學(xué)模型，最終建立基于勢(shì)博弈的虛擬電廠成員選擇模型，實(shí)現(xiàn)高效的虛擬電廠組建，本發(fā)明主要應(yīng)用于虛擬電廠組建場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣設(shè)備及電氣工程、發(fā)電和供電等，具體涉及計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠組建方法。

背景技術(shù)

1、虛擬電廠

虛擬電廠(virtual power plant,VPP)是解決新能源消納受限、電源規(guī)模過(guò)剩以及電能供過(guò)于求等問(wèn)題的一種有效技術(shù)手段。虛擬電廠通過(guò)先進(jìn)的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聚合發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能設(shè)施和可控負(fù)荷等多種類型的電力資源，形成一個(gè)虛擬主體參與電網(wǎng)管理和電力市場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效利用。通過(guò)建立電力系統(tǒng)中各類主體的多元互補(bǔ)合作關(guān)系，虛擬電廠使得多種發(fā)電形式以及可調(diào)節(jié)負(fù)荷在同一控制中心的協(xié)調(diào)下進(jìn)行合作，既可以平抑新能源電力的波動(dòng)性和不確定性，提高風(fēng)電和光電的消納比例，合理安排電源的利用，同時(shí)也可以靈活調(diào)節(jié)負(fù)荷產(chǎn)能，使電源出力和負(fù)荷曲線高峰、低谷時(shí)段盡可能重合，促進(jìn)負(fù)荷側(cè)高效用電，實(shí)現(xiàn)供給和需求的平衡。

2、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(data envelopment analysis,DEA)是用來(lái)計(jì)算一組決策單元(decision making unit,DMU)的相對(duì)效率，為決策者提供決策依據(jù)的綜合評(píng)價(jià)方法。它突破了傳統(tǒng)效率評(píng)價(jià)方法中評(píng)價(jià)對(duì)象只能由單個(gè)輸入指標(biāo)和單個(gè)輸出指標(biāo)描述的局限性，將效率評(píng)價(jià)問(wèn)題推廣到了更復(fù)雜的多輸入、多輸出的應(yīng)用場(chǎng)景中，可以應(yīng)用于數(shù)學(xué)、工程科學(xué)等諸多領(lǐng)域，具有廣泛的適用性。DEA的研究對(duì)象是一組同質(zhì)的DMU，根據(jù)各DMU的綜合效率值判斷其是否位于生產(chǎn)前沿面上，在避免主觀因素、簡(jiǎn)化算法流程和降低誤差方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

3、勢(shì)博弈

勢(shì)博弈(potential game)理論由Monderer和Shapley在1996年提出，包括序數(shù)勢(shì)博弈、加權(quán)勢(shì)博弈和完全勢(shì)博弈三種類型。完全勢(shì)博弈的性質(zhì)說(shuō)明，求策略博弈的納什均衡解與求勢(shì)函數(shù)最大值的最優(yōu)化問(wèn)題等價(jià)，通過(guò)構(gòu)造合理的勢(shì)函數(shù)，可以將完全勢(shì)博弈轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。虛擬電廠的成員選擇過(guò)程可以看作是一個(gè)多方參與，相互作用，在保證參與者利益的前提下使整體效用最大化的策略博弈過(guò)程。此外，虛擬電廠具有成員效益提高會(huì)使整體效益得到改善的特點(diǎn)。因此可以基于勢(shì)博弈理論，以虛擬電廠整體效用為主體構(gòu)建勢(shì)函數(shù)，建立虛擬電廠成員選擇模型，求解使虛擬電廠整體效用最大化的成員選擇方案。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提出計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠成員選擇模型，在綜合考慮了候選電力企業(yè)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果和各成員經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，能夠確定出使得虛擬電廠整體勢(shì)函數(shù)最大的虛擬電廠成員選擇方案，既有利于優(yōu)化虛擬電廠成員整體素質(zhì)，提高服務(wù)水平和供電能力，同時(shí)可以讓各成員獲得滿意的經(jīng)濟(jì)收益。模型對(duì)虛擬電廠成員進(jìn)行選擇的過(guò)程客觀、有效，算法原理簡(jiǎn)單，易于轉(zhuǎn)化為編程語(yǔ)言，從而可以利用此方法合理有效地進(jìn)行虛擬電廠的規(guī)劃。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，計(jì)及綜合效率評(píng)價(jià)的虛擬電廠組建方法，步驟如下：

CCR模型

對(duì)于k個(gè)DMU，每個(gè)DMU用m個(gè)輸入指標(biāo)和n個(gè)輸出指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，則稱DMU_i，的所有輸入指標(biāo)組成的向量為其輸入向量：

X_i＝(x_1i,x_2i，…,x_mi)^T i＝1,2,…，k (1)