【技术实现步骤摘要】
一种虚拟电厂动态灵活性评估方法
本专利技术属于电力系统的运行控制
，特别涉及一种虚拟电厂动态灵活性评估方法。
技术介绍
虚拟电厂是多个分布式能源资源在配电网中的有机结合体，虚拟电厂运营商通过配套的调控技术来实现内部各资源的优化调度，从而将虚拟电厂作为一个特殊的电厂参与电网的运行。然而，虚拟电厂内部灵活性资源的特性各异，且虚拟电厂各设备输出功率受网络约束条件的限制。因此，在虚拟电厂的优化运行中，即需要满足设备的容量约束条件、支路容量约束条件和节点电压约束条件，还需要满足储能设备的能量约束条件和爬坡约束条件等时间耦合约束条件，这给虚拟电厂的灵活性评估工作带来了困难。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，在考虑虚拟电厂内部设备的运行约束的前提下，快速求解虚拟电厂在并网点处有功功率的灵活性范围约束条件，最大限度地探索了虚拟电厂输出有功功率的灵活性范围，为电网的科学调度和决策提供参考。本专利技术的目的是构建一种虚拟电厂动态灵活性评估方法。首先，构建虚拟电厂的分布式能源资源模型、虚拟电厂三相不平衡网络模型；其次，将虚拟电厂内部设备分解为储能类和发电机类两类设备，基于鲁棒优化方法，提取等效储能设备和等效发电机的运行约束条件；最后，基于两阶段鲁棒优化算法，分别求解等效储能设备和等效发电机的约束参数。所提出的方法实现了考虑时间耦合约束的虚拟电厂动态灵活性评估，与现有方法相比，物理意义更加明确，而且充分探索了虚拟电厂的灵活性范围，减小了对虚拟电厂灵活性的浪费，在实...
【技术保护点】
1.一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nA、设置燃气轮机、储能设备、光伏发电设备、风力发电机设备、需求侧响应热负荷和电动汽车充电站的输出功率约束条件，构建虚拟电厂的分布式能源资源模型；/nB、设置虚拟电厂网络中电压幅值、电流和注入功率，得到虚拟电厂的网络约束条件，构建虚拟电厂网络潮流模型；/nC、将储能设备、需求侧响应热负荷和电动汽车充电站定义为储能类设备，将燃气轮机、光伏发电设备和风力发电机设备定义为发电机类设备；定义所有的分布式发电能源资源的输出功率构成的决策变量向量，其中所有储能类设备的输出有功功率构成的决策变量为P
【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、设置燃气轮机、储能设备、光伏发电设备、风力发电机设备、需求侧响应热负荷和电动汽车充电站的输出功率约束条件，构建虚拟电厂的分布式能源资源模型；
B、设置虚拟电厂网络中电压幅值、电流和注入功率，得到虚拟电厂的网络约束条件，构建虚拟电厂网络潮流模型；
C、将储能设备、需求侧响应热负荷和电动汽车充电站定义为储能类设备，将燃气轮机、光伏发电设备和风力发电机设备定义为发电机类设备；定义所有的分布式发电能源资源的输出功率构成的决策变量向量，其中所有储能类设备的输出有功功率构成的决策变量为PE，所有的发电机类设备的输出有功功率构成的决策变量为PG，定义所有的分布式能源资源设备的无功功率构成的决策变量为Q；基于鲁棒优化方法，提取储能类和发电机类分布式资源的运行约束条件；
D、根据步骤A虚拟电厂的分布式能源资源模型中的参数、步骤B虚拟电厂网络潮流模型的参数以及步骤C储能类和发电机类分布式资源的运行约束条件，基于两阶段鲁棒优化算法，分别求解等效储能类设备和等效发电机类设备的约束参数；
E、基于步骤D的约束参数，获取虚拟电厂灵活性评估结果。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中燃气轮机的输出功率约束条件为：
其中，表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出无功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最大输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最小输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最大输出无功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最小输出无功功率；表示节点i处的燃气轮机在时刻t的输出有功功率；
燃气轮机的有功功率的爬坡约束条件如下：
其中，riCHP表示节点i处的燃气轮机的爬坡参数，表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t-1的输出有功功率。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中储能设备的输出功率约束条件为：
其中，表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净输出有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净输出无功功率；表示节点i处ψ相的储能设备放电有功功率最大值；表示节点i处ψ相的储能设备充电有功功率最大值；表示节点i处ψ相的储能设备的最大容量；表示在t时刻节点i处的储能设备的净输出有功功率；
将式(6)近似为如下线性化形式：
储能设备的能量约束条件为：
其中，表示节点i处在时刻t的储能设备的能量；表示节点i处在时刻t-1的储能设备的能量；表示节点i处储能设备的最小能量；表示节点i处储能设备的最大能量；表示节点i处储能设备的自放电率；△t表示两个决策时刻的时间间隔。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中光伏发电设备的输出功率约束条件为：
其中，表示在t时刻节点i处ψ相光伏发电型设备的输出有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相光伏发电型设备的输出无功功率；表示节点i处ψ相的光伏发电型设备输出有功功率的最小值；表示节点i处ψ相光伏发电型设备输出有功功率的最大值；节点i处ψ相的光伏发电型设备容量最大值；表示在节点i处的光伏发电设备在时刻t总的输出有功功率；
将式(15)近似为如下线性化形式：
5.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中风力发电机设备的输出功率约束条件为：
其中，表示在t时刻节点i处ψ相风力发电机的输出有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相风力发电机的输出无功功率；表示节点i处ψ相的风力发电机的输出有功功率的最小值；表示节点i处ψ相风力发电机的输出有功功率的最大值；节点i处ψ相的风力发电机的容量最大值；表示在节点i处的风力发电机在时刻t总的输出有功功率；
将式(22)近似为如下线性化形式：
6.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中需求侧响应热负荷的输出功率约束条件为：
其中，表示在t时刻节点i处ψ相需求侧响应热负荷有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相需求侧响应热负荷无功功率；表示节点i处需求侧响应热负荷的功率因数；表示节点i处ψ相需求侧响应热负荷有功功率最大值；表示节点i处ψ相需求侧响应热负荷有功功率最小值；表示在节点i处的需求侧响应热负荷在时刻t总的输出有功功率；
热负荷设备的温度约束如下：
其中，表示在t时刻节点i处需求侧响应热负荷的温度；表示在t-1时刻节点i处需求侧响应热负荷的温度；表示在t时刻节点i处需求侧响应热负荷的室外温度；表示节点i处需求侧响应热负荷的热量耗散参数；表示节点i处需求侧响应热负荷的电热转化参数；表示在节点i处需求侧响应热负荷的温度下限；表示节点i处需求侧响应热负荷的温度上限。
7.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤A中电动汽车充电站的输出功率约束条件为：
其中，表示在t时刻节点i处ψ相电动汽车充电站的有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相电动汽车充电站的无功功率；表示在节点i处电动汽车充电站的功率因数；表示在t时刻节点i处ψ相电动汽车充电站的有功功率最大值；表示节点i处ψ相电动汽车充电站的有功功率最小值；表示在节点i处的电动汽车充电站在时刻t总的输出有功功率；
电动汽车充电站的能量约束为：
其中，表示在t时刻节点i处电动汽车充电站的最大输出能量；表示在t时刻节点i处电动汽车充电站的最小输出能量；△t表示两个决策时刻的时间间隔。
8.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，其特征在于，
所述步骤B中虚拟电厂网络中各节点电压幅值、各支路电流和并网点注入有功、无功功率表示为：
V＝Cy+c(37)
iij＝Dy+d(38)
p0＝Gy+g(39)
q0＝Hy+h(40)
其中，V表示由各节点、各相电压的幅值所构成的向量；iij表示由各支路电流所构成的向量；p0表示虚拟电厂并网点处的注入有功功率；q0表示虚拟电厂并网点处的注入无功功率；矩阵C、D、G、H，向量c、d，常数g、h均为系统常数参数；y表示由注入功率向量构成的向量，即其中，pY,pΔ,qY,qΔ分别表示Y型并网节点的注入有功功率构成的向量、△型并网节点的注入有功功率构成的向量、Y型并网节点的注入的无功功率构成的向量、△型并网节点的注入的无功功率节点构成的向量；
对于各时刻各类型节点的注入功率向量可以计算为：
对于各时刻各类型节点的注入功率向量可以计算为：
其中，表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出无功功率；表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净有功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净无功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相光伏发电型设备的有功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相光伏发电型设备的无功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相风力发电机的有功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相风力发电机的无功输出功率；表示在t时刻节点i处ψ相需求侧响应热负荷有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相需求侧响应热负荷无功功率；表示在t时刻节点i处ψ相电动汽车充电站的有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相电动汽车充电站的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴文传，王思远，孙宏斌，王彬，郭庆来，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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