虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统和方法，根据分布式电源输出功率的特点，根据不可控分布式电源的历史输出功率得到不可控分布式电源输出功率区间集合，并在规划调度周期内以组合分布式电源预测输出功率与虚拟发电厂期望容量偏差最小为目标，建立虚拟发电厂分布式电源组合优化模型，求解优化模型获得分布式电源的最优组合方案。本发明专利技术通过建立虚拟发电厂可灵活高效的集成分布式电源，解决分布式电源大规模接入电网问题，通过合理选择分布式电源类型和容量，可有效解决分布式电源输出功率不确定性所带来的供电可靠性等问题，提高分布式电源利用率。

【技术实现步骤摘要】
虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统和方法
本专利技术属于分布式电源优化规划
，尤其涉及一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统和方法。
技术介绍
分布式电源是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型、分散式且布置在用户附近的高效、可靠的发电单元，主要类型有风力发电、光伏发电、燃气轮机和燃料电池等。分布式发电具有集中式发电无可比拟的优势,可作为集中式供电的有益补充，但和传统电源相比,分布式电源有很多特殊性,如波动性，分散性，不可控性等。如何减少分布式电源对电网的不利影响而发挥其最大优势,是需要迫切解决的问题。虚拟发电厂把多个分散的分布式电源、储能装置和负荷集成起来，虚拟成一个独立的发电个体，具有传统发电厂一样的可控性，可向电网提交发电计划和负荷需求。虚拟发电厂拥有大量小规模的分布式电源可促进系统分散管理，是实现成本高效的集成分布式电源的有效解决方案。虚拟发电厂可提供分布式电源的可见性及可控制性，成为将有效集成的分布式电源传递到现存电力系统中的主要工具。然而由于分布式电源输出功率的不确定性，虚拟发电厂的供电可靠性很低，加大了分布式电源大规模接入电网的困难，最终导致分布式电源不能被有效利用。如何选取不同类型、不同容量的分布式电源组合作为虚拟发电厂的发电单元，以实时满足虚拟发电厂供用电需求，是虚拟发电厂规划的重要组成部分，但目前有关虚拟发电厂分布式电源的组合规划尚未形成系统研究。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决因分布式电源输出功率不确定性所带来的虚拟发电厂的供电可靠性低的问题，本专利技术提供了一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统和方法，通过整合电网中地域分散的、不同类型的、不同容量的分布式电源，可控负荷及储能装置形成虚拟发电厂，在规划调度周期内以组合分布式电源预测输出功率与虚拟发电厂期望容量偏差最小为目标，建立虚拟发电厂的分布式电源组合优化模型，实现最优规划，达到充分提高分布式电源利用率及供电可靠性的效果。为了解决虚拟发电厂供电可靠性低的问题，本专利技术提供的虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，包括：数据采集模块，用于采集不可控分布式电源的历史输出功率，可控分布式电源的输出功率储能装置的容量范围SOC，蓄电池的充电功率蓄电池的放电功率蓄电池的充电效率和蓄电池的放电效率不可控分布式电源输出功率预测模块，用于对所述不可控分布式电源的历史输出功率进行区间二型模糊预测，获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间；电源组合优化模块，用于以所述不可控分布式电源的输出功率预测值储能装置的容量范围SOC以及可控分布式电源的输出功率各自的限制条件为约束条件，组合分布式电源的输出功率与虚拟发电厂的容量期望值PE的偏差Δ为目标函数构造优化模型，求解该优化模型得到最优电源组合方式Cl；虚拟发电厂调度模块，用于根据得到的所述最优电源组合方式Cl对区域内的分布式电源进行组合调度形成虚拟发电厂。作为系统的进一步改进，所述输出功率预测模块包括：模糊器，用于选取均方差不确定的高斯函数，确定区间二型模糊集合的上、下隶属度函数，将所述不可控分布式电源的历史输出功率转化为模糊输入集；规则库，用于确定所述不可控分布式电源的历史输出功率、规则前件集合、规则输出和后件集合的规则形式；推理机，用于利用所述不可控分布式电源的历史输出功率和规则前件集合产生激活集合，再由所述激活集合的上、下隶属度函数与后件集合的上、下隶属度函数来计算各规则输出集合；降型器，用于将各规则的输出集合用质心来代替，然后求质心的加权平均值，最终得到的质心区间则为不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间。为了解决虚拟发电厂供电可靠性低的问题，本专利技术还提供了一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划方法，包括步骤：采集不可控分布式电源的历史输出功率，t时刻可控分布式电源的输出功率储能装置的容量范围SOC和蓄电池的充电功率蓄电池的放电功率蓄电池的充电效率和蓄电池的放电效率对所述不可控分布式电源的历史输出功率进行区间二型模糊预测，获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间；以所述不可控分布式电源的输出功率预测值储能装置的容量范围SOC以及可控分布式电源的输出功率的限制条件为约束条件，组分布式电源的合输出功率与虚拟发电厂的容量期望值的偏差Δ为目标函数构造优化模型，求解该优化模型得到最优电源组合方式Cl；根据得到的所述最优电源组合方式Cl对区域内的分布式电源进行组合调度形成虚拟发电厂。作为虚拟发电厂的分布式电源组合规划方法的进一步改进，构造的优化模型为：目标函数：约束条件：SOCmin≤SOCt≤SOCmax其中，PE为虚拟发电厂容量期望值，Δ为组合电源的输出功率与虚拟发电厂容量期望值PE的偏差，T为调度周期，i为不可控分布式电源类型编号，Ni为不可控分布式电源个数，j为可控分布式电源类型编号，Nj为可控分布式电源个数，ui,uj为分布式电源i,j组合状态，且ui,uj∈{0,1}，1表示调度对应的分布式电源进行组合，0表示不调度对应的分布式电源进行组合，为t时刻分布式电源i、j预测输出功率，分别表示t时刻蓄电池的充、放电功率；为蓄电池的充、放电效率，为t时刻虚拟发电厂负荷需求，蓄电池最小充、放电功率，为蓄电池最大充、放电功率，SOCt为蓄电池t时刻的存储容量，SOCmin为蓄电池存储容量最小值，SOCmax为蓄电池存储容量最大值。作为本方法的进一步改进，所述求解优化方程的方法为遗传算法。作为本方法的进一步改进，所述获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间步骤为：选取均方差不确定的高斯函数，确定区间二型模糊集合的上、下隶属度函数，用于将所述不可控分布式电源的历史输出功率转化为模糊输入集；确定所述不可控分布式电源的历史输出功率、规则前件集合、规则输出和后件集合的规则形式；利用所述不可控分布式电源的历史输出功率和规则前件集合产生激活集合，再由所述激活集合的上、下隶属度函数与后件集合的上、下隶属度函数来计算各规则输出集合；采用中心集降型方法将各规则的输出集合用质心来代替，然后求质心的加权平均值，最终得到的质心区间则为不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：根据分布式电源发电特点，事先预测获得不可控分布式电源输出功率区间集合，合理选择分布式电源类型和容量，可有效解决不可控分布式电源输出功率波动性、不确定性所带来的供电可靠性问题，提高分布式电源利用率；通过建立虚拟发电厂，可灵活高效的集成分布式电源，解决了分布式电源大规模接入电网问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的虚拟发电厂的电源组合规划系统结构图；图2是本专利技术实施例提供的虚拟发电厂的电源组合规划方法流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。虚拟发电厂是由能量管理系统监督和控制的小型和超小型分布式电源、可控负荷以及能量储备的集合。分布式电源不受地域限制，容量规模可大可小，可分散在中压配电网的不同节点处，可为风力、光伏等不可控分布式电源，也可为微型燃气轮机、小型柴油机、燃料电池等可控分布式电源。图1中，虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统包括：数据采集模块、不可控分布式电源输出功率预测模块、电源组合优化模块以及虚拟发电厂调度模块，不可控分布式电源输出功率预测模块包括模糊器、规则库、推理机、降型器。数据采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集不可控分布式电源的历史输出功率，可控分布式电源的输出功率储能装置的容量范围SOC，蓄电池的充电功率蓄电池的放电功率蓄电池的充电效率和蓄电池的放电效率不可控分布式电源输出功率预测模块，用于对所述不可控分布式电源的历史输出功率进行区间二型模糊预测，获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间；电源组合优化模块，用于以所述不可控分布式电源的输出功率预测值储能装置的容量范围SOC以及可控分布式电源的输出功率各自的限制条件为约束条件，分布式电源的组合输出功率与虚拟发电厂的容量期望值PE的偏差Δ为目标函数构造优化模型，求解该优化模型得到最优电源组合方式Cl；虚拟发电厂调度模块，用于根据得到的所述最优电源组合方式Cl对区域内的分布式电源进行组合调度形成虚拟发电厂。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集不可控分布式电源的历史输出功率，可控分布式电源的输出功率储能装置的容量范围SOC，蓄电池的充电功率蓄电池的放电功率蓄电池的充电效率和蓄电池的放电效率不可控分布式电源输出功率预测模块，用于对所述不可控分布式电源的历史输出功率进行区间二型模糊预测，获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间；电源组合优化模块，用于以所述不可控分布式电源的输出功率预测值储能装置的容量范围SOC以及可控分布式电源的输出功率各自的限制条件为约束条件，分布式电源的组合输出功率与虚拟发电厂的容量期望值PE的偏差Δ为目标函数构造优化模型，求解该优化模型得到最优电源组合方式Cl；虚拟发电厂调度模块，用于根据得到的所述最优电源组合方式Cl对区域内的分布式电源进行组合调度形成虚拟发电厂。2.如权利要求1所述的虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，其特征在于，所述不可控分布式电源输出功率预测模块包括：模糊器，用于选取均方差不确定的高斯函数，确定区间二型模糊集合的上、下隶属度函数，将所述不可控分布式电源的历史输出功率转化为模糊输入集；规则库，用于确定所述不可控分布式电源的历史输出功率、规则前件集合、规则输出和后件集合的规则形式；推理机，用于利用所述不可控分布式电源的历史输出功率和规则前件集合产生激活集合，再由所述激活集合的上、下隶属度函数与后件集合的上、下隶属度函数来计算各规则输出集合；降型器，用于将各规则的输出集合用质心来代替，然后求质心的加权平均值，最终得到的质心区间则为不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间。3.如权利要求1或2所述的虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，其特征在于，所述不可控分布式电源为风电场或光伏电站。4.如权利要求1或2所述的虚拟发电厂的分布式电源组合规划系统，其特征在于，所述可控分布式电源为微型燃气轮机、小型柴油机或燃料电池。5.一种虚拟发电厂的分布式电源组合规划方法，其特征在于，包括步骤：采集不可控分布式电源的历史输出功率，t时刻可控分布式电源的输出功率储能装置的容量范围SOC和蓄电池的充电功率蓄电池的放电功率蓄电池的充电效率和蓄电池的放电效率对所述不可控分布式电源的历史输出功率进行区间二型模糊预测，获取不可控分布式电源输出功率预测值的取值区间；以所述不可控分布式电源的输出功率预测值储能装置的容量范围SOC以及可控分布式电源的输出功率的限制条件为约束条件，分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻洁，梅军，顾伟，冯其芝，仇式鹍，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32