一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法及系统，根据虚拟电厂内部的线路阻抗、网络结构、可调设备接入位置及参数分析虚拟电厂内部运行工况，进而建立考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型；结合所述考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型和分布鲁棒优化理论，建立考虑高阶信息的不确定变量分布集；建立针对每一个虚拟电厂的单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型；建立计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型，求解获取具有全局最优性的多个虚拟电厂动态经济调度决策。优点：考虑了潮流模型的三相不对称特性，具有更高的准确性；通过考虑高阶不确定性，充分利用了大量历史数据的概率信息，确保决策的高鲁棒性以及低保守度。高鲁棒性以及低保守度。高鲁棒性以及低保守度。

【技术实现步骤摘要】
一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法及系统，属于分布式电源控制


技术介绍

[0002]近年来，以光伏、风电等为典型代表的分布式发电技术发展迅速，可再生能源在配电网中的渗透率不断提高，对配电网的运行和控制带来了极大的挑战。可再生能源出力具有间歇性，其导致配电网的潮流状况复杂多变；同时，可再生能源分布范围广泛、数量巨大，传统的运行和管理方式难度大、效果差。虚拟电厂VPP(Virtual Power Plant)作为大量分布式资源的聚合和利用方式，其通过协调和利用源网荷储各环节的资源，推动了资源的合理优化配置与利用。
[0003]VPP内部对可再生能源发电、储能、可控负荷等进行协调管理，同时对外作为一个特殊的电厂参与配电网的运行，如何制定VPP内部各种可控资源的控制决策，成为当前的研究热点。需要注意的是，VPP内部中的可再生能源出力以及负荷均表现出强不确定性特征，传统的确定性优化方法难以为继，同时现有的鲁棒优化、随机规划等不确定性优化方法均存在保守性或片面性的问题，并不能完全利用历史数据存在的大量有效概率信息。
[0004]如何充分利用不确定变量的历史数据信息，并结合多个VPP间相互支撑的运行特性，制定多个VPP间的动态经济调度决策，确保VPP的安全稳定运行，同时减少不同VPP间的信息交互，确保各用户信息隐私安全，是当前亟需解决的重要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法及系统，能够对多个虚拟电厂的协调优化，保证多个虚拟电厂的安全稳定运行、信息隐私安全。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，包括：
[0007]获取多个虚拟电厂中的每一个虚拟电厂内部的线路阻抗、网络结构、可调设备接入位置及参数；根据虚拟电厂内部的线路阻抗、网络结构、可调设备接入位置及参数分析虚拟电厂内部运行工况，进而建立考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型；
[0008]获取可再生能源的历史出力以及历史负荷；
[0009]结合所述考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型和分布鲁棒优化理论，对可再生能源的历史出力以及历史负荷不确定性进行分析，得到可再生能源的历史出力以及历史负荷的二阶矩信息和三阶矩信息，利用二阶矩信息和三阶矩信息，建立考虑高阶信息的不确定变量分布集；
[0010]根据所述考虑高阶信息的不确定变量分布集建立针对每一个虚拟电厂的单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型；获取所述多个虚拟电厂间的交互电量，以相邻虚拟电厂联
络线上交互电量一致为边界条件结合每一个虚拟电厂的单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型建立计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型；
[0011]对所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型进行求解获取具有全局最优性的多个虚拟电厂动态经济调度决策。
[0012]进一步的，所述考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型为：
[0013][0014][0015][0016]其中，为节点i注入复功率的三相列向量，满足T表示矩阵转置，j表示复数，和分别为节点i注入有功功率三相列向量和无功功率三相列向量，同时满足时满足为节点i的三相电压列向量，表示节点i
′
的三相电压列向量；为支路(i,i
′
)之间的三相导纳矩阵，E
i
为与节点i外其他节点的集合，(
·
)
*
表示向量的共轭，以及分别为节点i的相注入复功率，注入有功功率以及无功功率，为节点i的相电压向量，
[0017]进一步的，所述考虑高阶信息的不确定变量分布集为：
[0018][0019]其中，P
′
表示考虑高阶信息的不确定变量分布集，表示不确定变量概率分布，P0表示不确定变量初始概率分布，表示不确定变量出力向量，表示Ns维的实数空间，Ns表示典型场景个数，Ω
′
表示不确定变量上下限集合，w
min
和w
max
分别表示不确定变量出力的下限和上限，表示在概率分布上的期望，μ、σ和ξ分别表示均值、二阶矩上限和三阶矩上限。
[0020]进一步的，其特征在于，所述单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型为：
[0021][0022]l
i
(p,y)＝0 i＝1,...,m
ꢀꢀ
(8)
[0023]h
i
(p,y)≤0 i＝1,...,n
ꢀꢀ
(9)
[0024]其中，p表示虚拟电厂内部可控资源优化决策，χ表示可控设备可行域，y表示不确定变量的值，b表示不确定变量的系数矩阵，f(p)表示以运行成本最低为目标的函数，l
i
(p,y)＝0表示等式约束，h
i
(p,y)≤0表示不等式约束，m和n分别表示等式和不等式约束的个数，表示不确定扰动下的目标函数的期望。
[0025]进一步的，所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型为：
[0026][0027]l
i
(p
a
,y
a
)＝0 a∈G,i＝1,...,m
ꢀꢀ
(9)
[0028]h
i
(p
a
,y
a
)≤0 a∈G,i＝1,...,n
ꢀꢀ
(10)
[0029][0030]其中，p
a
表示虚拟电厂a辖区内可控资源优化决策，χ
a
表示虚拟电厂a辖区内可控设备可行域，y
a
表示虚拟电厂a辖区内不确定变量的值，b
a
表示a辖区内不确定变量的系数矩阵，G表示所有虚拟电厂的编号集合，f(p
a
)表示针对虚拟电厂a以运行成本最低为目标的函数，l
i
(p
a
,y
a
)＝0表示虚拟电厂a辖区内等式约束，h
i
(p
a
,y
a
)≤0表示虚拟电厂a辖区内不等式约束，m和n分别表示等式和不等式约束的个数，和分别表示相邻虚拟电厂a和b内部的边界条件，N
sa
表述域虚拟电厂a相邻的虚拟电厂集合。
[0031]进一步的，所述对所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型进行求解获取具有全局最优性的多个虚拟电厂动态经济调度决策，包括：
[0032]通过拉格朗日变换对所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型进行解耦，解耦合各虚拟电厂的目标函数如下所示：
[0033][0034]其中，u
a
表示辅助变量，λ
a
表示对偶变量，表示边界条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，其特征在于，包括：获取多个虚拟电厂中的每一个虚拟电厂内部的线路阻抗、网络结构、可调设备接入位置及参数；根据虚拟电厂内部的线路阻抗、网络结构、可调设备接入位置及参数分析虚拟电厂内部运行工况，进而建立考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型；获取可再生能源的历史出力以及历史负荷；结合所述考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型和分布鲁棒优化理论，对可再生能源的历史出力以及历史负荷不确定性进行分析，得到可再生能源的历史出力以及历史负荷的二阶矩信息和三阶矩信息，利用二阶矩信息和三阶矩信息，建立考虑高阶信息的不确定变量分布集；根据所述考虑高阶信息的不确定变量分布集建立针对每一个虚拟电厂的单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型；获取所述多个虚拟电厂间的交互电量，以相邻虚拟电厂联络线上交互电量一致为边界条件结合每一个虚拟电厂的单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型建立计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型；对所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型进行求解获取具有全局最优性的多个虚拟电厂动态经济调度决策。2.根据权利要求1所述的多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，其特征在于，所述考虑三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型为：三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型为：三相不对称特性的虚拟电厂潮流模型为：其中，为节点i注入复功率的三相列向量，满足T表示矩阵转置，j表示复数，P
iΦ
和分别为节点i注入有功功率三相列向量和无功功率三相列向量，同时满足P
iΦ
:＝[P
ia
,P
ib
,P
ic
]
T
，，为节点i的三相电压列向量，表示节点i
′
的三相电压列向量；为支路(i,i
′
)之间的三相导纳矩阵，E
i
为与节点i外其他节点的集合，(
·
)
*
表示向量的共轭，以及分别为节点i的相注入复功率，注入有功功率以及无功功率，为节点i的相电压向量，3.根据权利要求1所述的多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，其特征在于，所述考虑高阶信息的不确定变量分布集为：
其中，P
′
表示考虑高阶信息的不确定变量分布集，表示不确定变量概率分布，P0表示不确定变量初始概率分布，表示不确定变量出力向量，表示Ns维的实数空间，Ns表示典型场景个数，Ω
′
表示不确定变量上下限集合，w
min
和w
max
分别表示不确定变量出力的下限和上限，表示在概率分布上的期望，μ、σ和ξ分别表示均值、二阶矩上限和三阶矩上限。4.根据权利要求3所述的多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，其特征在于，所述单一虚拟电厂分布鲁棒经济调度模型为：l
i
(p,y)＝0 i＝1,...,m
ꢀꢀꢀꢀ
(8)h
i
(p,y)≤0 i＝1,...,n
ꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，p表示虚拟电厂内部可控资源优化决策，χ表示可控设备可行域，y表示不确定变量的值，b表示不确定变量的系数矩阵，f(p)表示以运行成本最低为目标的函数，l
i
(p,y)＝0表示等式约束，h
i
(p,y)≤0表示不等式约束，m和n分别表示等式和不等式约束的个数，表示不确定扰动下的目标函数的期望。5.根据权利要求4所述的多虚拟电厂分布式动态经济调度方法，其特征在于，所述计及高阶不确定性的多虚拟电厂分布式动态经济调度模型为：l
i
(p
a
,y
a
)＝0 a∈G,i＝1,...,m
ꢀꢀꢀ
(9)h
i
(p
a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谦，郑惠萍，刘新元，程雪婷，王玮茹，暴悦爽，高宏，郝捷，邓化彬，郑涛，李培帅，曲莹，崔校瑞，李梓豪，石磊，王志鑫，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：