[發明專利]一種基于WCVaR風險分析的電網調度優化方法和系統

有效

• 申請號: 202110646043.7
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113435714B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李遠征;蔡亦涵;黃晶晶;倪質先;周前;黃成;連義成;趙勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/20;G06Q50/06;G06Q30/08;G06F111/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

本發明公開了一種基于WCVaR風險分析的電網調度優化方法和系統，屬于光伏電站能量管理技術領域。包括：構建多個光伏輸出功率樣本，進而確定將光伏過剩產能賣給電網的電價；隨機初始化多組倍率系數，從而得到多個光伏充換電系統上報到電網的投標方案；構建基于WCVaR的電網運營模型，并求解得到電網調度方案和電網節點邊際價格方案；進一步計算光伏充換電系統的收益；更新所有組的倍率系數，進而更新投標方案；重復上述操作，直至達到預設次數，輸出最終得到的電網調度方案。本發明可為電網的決策者制定調度方案提供一定的參考價值；考慮WCVaR風險獲得的調度方案可以更好地適應最壞的情況，避免收益風險，即低收益或損失情形的發生，提高電網運營的經濟性。

技術領域

本發明屬于光伏電站能量管理技術領域，更具體地，涉及一種基于WCVaR(worst-case conditional value-at-risk,最壞情況下的條件風險價值)風險分析的電網調度優化方法和系統。

背景技術

據統計，2019年全球電動汽車(electric vehicle,EV)的銷量已突破210萬輛，EV庫存已經達到720萬輛。與此同時，為EV提供充換電服務的充換電系統也發展迅速。另外，世界各國正大力發展可再生能源，這使得含光伏(photovoltaic,PV)接入的充換電系統應運而生。然而，由于光伏充換電系統在為EV提供充換電服務的同時，必然會與電網發生能量交互。在該過程中，根據博弈論的理論，二者都希望使自身的收益最大化。因此，制定一個合理的調度計劃，對于二者的互利共贏具有一定的現實意義。值得一提的是，太陽能PV具有高不確定性的特點，這使得PV的接入不僅會影響充換電系統的收益，也會對電網的安全穩定運營帶來一定的沖擊。同時，太陽能PV的接入可能會導致電網日前制定的調度方案不能很好地適應實際的情況，從而給電網的收益帶來不確定性。因此，基于收益的不確定性，研究如何有效管理收益風險，即防止低收益或損失情形的發生，并在一定的風險值水平下制定合理的調度計劃，對促進電網的安全穩定運營，進而對保證充換電系統與電網二者的互利共贏具有必不可少的作用。

目前，對于傳統充電站與電網之間運營交互的研究較多，但是對于光伏充換電系統與電網之間的運營交互，并考慮在一定的風險值背景下的研究卻比較少。同時，傳統的風險管控指標包括風險價值(value-at-risk,VaR)和條件風險價值(conditional value-at-risk,CVaR)。然而，由于VaR指標用于風險度量時，計算較為復雜；而采用CVaR進行風險度量時，要求隨機變量所服從的分布為確定的已知分布(如正態分布、均勻分布等)。值得一提的是，在現實中，存在著許多隨機變量分布為非完全已知的情況。因此，針對該問題，如何有效地度量太陽能PV所帶來的收益風險，并進而制定合理的調度計劃，是一個難點問題。

針對微電網自治程度較高且存在新能源出力不確定的問題，張虹等人(“計及WCVaR評估的微電網供需協同兩階段日前優化調度”)提出從并網型微電網運營商的角度提出一種供需協同兩階段日前優化調度框架。首先建立供需協同調度的主從Stackelberg博弈雙層優化模型，其中上層運營商問題包含日前調度和實時調控2個階段，并在實時調控階段引入最差條件風險價值評估新能源不確定性造成的最惡劣調控成本風險；下層用戶綜合考慮電費支出用電滿意度問題。然后采用KKT條件、Big-M法以及線性規劃強對偶理論將模型轉化為混合整數線性規劃問題。所提模型可以決策新能源出力最惡劣概率分布下的最優日前調度方案，同時協同優化電價政策和負荷曲線，降低系統運營成本和風險。然而，其研究的是電網與住宅用戶之間的交互，住宅用戶作為個體，調度計劃只包括自身的用電計劃，和電網之間的交互只包含用電行為一項，具體包括：(1)由于用電行為支付的成本以及(2)由于削減用電負荷的用電行為帶來的效用。且住宅用戶只能被動地接受電網的電價方案，并通過調節自身的用電行為來影響自身收益，不存在投標。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種基于WCVaR風險分析的電網調度優化方法和系統，其目的在于基于WCVaR，研究在一定風險值下，光伏充換電系統與電網之間的運營交互，進而制定合理的調度計劃，實現充換電系統與電網之間的互利共贏，并完善二者之間運營交互研究的理論體系。