一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：搭建基于用户意愿的综合贡献度指标体系；步骤2：采用基于TOPSIS的灰色关联度综合评价模型对综合贡献度指标体系中的多项指标进行综合评价：步骤3：确定灰色关联度和欧式距离；步骤4：基于样本相对贴近度获取综合贡献度；步骤5：基于虚拟电厂内部效益分摊机制根据协议电价和综合贡献度进行结算和效益分摊；步骤6：根据效益分摊对虚拟电厂内部成员进行优化和调整，与现有技术相比，本发明专利技术具有促进虚拟电厂发展、缓解电网调峰压力和促进清洁能源消纳等优点。清洁能源消纳等优点。清洁能源消纳等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法


[0001]本专利技术涉及虚拟电厂
，尤其是涉及一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法。

技术介绍

[0002]随着世界能源紧缺、环境污染等问题的日益突出，分布式电源以其可靠、经济、灵活、环保的特点而被越来越多的国家所采用。虚拟电厂作为连通电网、分布式电源和用户侧资源的枢纽平台，聚合用户侧资源为电网运行提供服务，同时也为全行业更多市场主体提供商业价值。参与虚拟电厂运行的各方主体均具有追求自身利益最大化的需求，公平合理有效的利益分配机制，是促进虚拟电厂迅速发展的关键要素。
[0003]现有技术中，有基于分布式电源间的合作博弈关系建立的虚拟电厂利益分配机制，有考虑风险的虚拟电厂的利益分配方法，也有考虑虚拟电厂内部主体的综合贡献度的方法，如专利CN202011565096.8提出了一种综合考虑虚拟电厂内部不同类型市场主体对电能量平衡或辅助服务的有效贡献度的效益分摊方法，这种方法能够反映市场主体的价值贡献，提高市场主体的经济性与竞争性，但是，一种好的市场机制，应该考虑用户的直观感受，该方法没有考虑用户的满意度，因此是有欠缺的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤1：搭建基于用户意愿的综合贡献度指标体系；
[0008]步骤2：采用基于TOPSIS的灰色关联度综合评价模型对综合贡献度指标体系中的多项指标进行综合评价：
[0009]步骤3：确定灰色关联度和欧式距离；
[0010]步骤4：基于样本相对贴近度获取综合贡献度；
[0011]步骤5：基于虚拟电厂内部效益分摊机制根据协议电价和综合贡献度进行结算和效益分摊；
[0012]步骤6：根据效益分摊对虚拟电厂内部成员进行优化和调整。
[0013]所述的步骤1中，搭建基于用户意愿的综合贡献度指标体系具体为：
[0014]虚拟电厂的成员包括分布式电源、储能、用户负荷和电动汽车，虚拟电厂用以进行电力市场交易以及为电网提供调频和调峰等辅助服务，虚拟电厂获得的收益通过建立综合贡献度指标体系对内部成员进行考核，从而进行效益分摊，对于虚拟电厂的成员，基于安全性、经济性、风险性和用户意愿进行分析和构建考核评价指标。
[0015]所述的安全性包括供电稳定性、电量合格率、有功曲线合格率和计划完成率；
[0016]1A、供电稳定性具体为分布式电源、储能设备非计划停运次数和用电负荷未及时响应次数；
[0017]1B、电量合格率具体为分布式电源、储能设备发电电量合格率和用电负荷响应准确性；
[0018]1C、有功曲线合格率具体为分布式电源和储能设备有功曲线合格率；
[0019]1D、计划完成率具体为分布式电源和储能设备发电计划完成情况；
[0020]e
i
＝(P
i
‑
P0)/P0[0021]其中，e
i
为发电计划完成率，P
i
为成员的月度实际发电量或负荷用户参与响应的计划响应电量，P0为月度计划发电量或负荷用户参与响应的时间响应电量。
[0022]所述的经济性包括边际贡献率、平均贡献电量和可控容量；
[0023]2A、边际贡献率具体为单一成员对虚拟电厂产生的经济效用；
[0024]MC
i
＝(V
N
‑
V
N/i
)/V
N
[0025]其中，V
N
为虚拟电厂的收益，V
N/i
表示虚拟电厂除去成员i后的收益，边际贡献范围在[0，1]之间，MC
i
的值越大，表示其边际贡献越大，在虚拟电厂中发挥的作用越重要
[0026]2B.对于分布式电源，平均贡献电量具体为平均发电量；对于储能设备，平均贡献电量具体为转换后的等效发电量；对于用电负荷，平均贡献电量具体为参与调度的调节电量；
[0027]2C、可控容量具体为资源可控容量、储能电池容量和可控用电负荷。
[0028]所述的风险性包括信用量、数据信息传输情况和设备故障率；
[0029]3A、信用量具体为产权信用情况；
[0030]3B、数据信息传输情况具体为成员向虚拟电厂运营商提供信息的及时性和准确性。
[0031]所述的用户意愿包括用户用电方式满意度和用户电费支出的满意度；
[0032]4A、用户用电方式满意度具体为评估用户参与虚拟电厂前后的用电方式变化程度的指标，通过用户的新用电负荷曲线与原用电负荷曲线的差值进行表示：
[0033][0034]其中，t为一天24小时中具体某个时刻，f
TOU,t
(P1)为各时段电价P
p,s,v
的函数，表示参与虚拟电厂项目并实行分时电价后用户在t时刻的用户负荷，f
t
(P
t
)为t时刻电价P
t
的函数，表示参与虚拟电厂项目并实行分时电价前用户在t时刻的用户负荷，R1为用户用电方式满意度；
[0035]4B、用户电费支出的满意度具体为用户对价格的敏感度；
[0036]R2＝1
‑
(C
P1
‑
C
P0
)/C
P0
[0037]其中，R2为用户电费支出的满意度，C
P0
为用户参与虚拟电厂前的电费支出，即原电价P0的函数，C
P1
为用户参与虚拟电厂后的电费支出，即用户不同参与调节程度的电价函数。
[0038]所述的步骤2中，采用基于TOPSIS的灰色关联度综合评价模型对综合贡献度指标体系中的多项指标进行综合评价的过程具体包括以下步骤：
[0039]步骤201：对指标矩阵进行标准化处理，假设共用i＝m个样本，样本即虚拟电厂的
成员，分别从n＝12个指标进行评价，根据得到的评价结果构成初始评价矩阵，并进行正向化：
[0040]R＝(r
ij
)
m*n
,i＝1,2,
…
,m,j＝1,2,
…
,n
[0041][0042]其中，R为初始评价矩阵，r
mn
为初始评价矩阵的第m行第n列的参数；
[0043]步骤202：指标矩阵规范化，采用向量规范法对数值进行规范化处理：
[0044][0045]其中，x
ij
为归一化后的指标值，X为表示评价的无量纲指标矩阵；
[0046]步骤203：基于熵权法确定指标权重，计算规范化后的评价指标p
ij...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：搭建基于用户意愿的综合贡献度指标体系；步骤2：采用基于TOPSIS的灰色关联度综合评价模型对综合贡献度指标体系中的多项指标进行综合评价：步骤3：确定灰色关联度和欧式距离；步骤4：基于样本相对贴近度获取综合贡献度；步骤5：基于虚拟电厂内部效益分摊机制根据协议电价和综合贡献度进行结算和效益分摊；步骤6：根据效益分摊对虚拟电厂内部成员进行优化和调整。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的步骤1中，搭建基于用户意愿的综合贡献度指标体系具体为：虚拟电厂的成员包括分布式电源、储能、用户负荷和电动汽车，虚拟电厂用以进行电力市场交易以及为电网提供调频和调峰等辅助服务，虚拟电厂获得的收益通过建立综合贡献度指标体系对内部成员进行考核，从而进行效益分摊，对于虚拟电厂的成员，基于安全性、经济性、风险性和用户意愿进行分析和构建考核评价指标。3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的安全性包括供电稳定性、电量合格率、有功曲线合格率和计划完成率；1A、供电稳定性具体为分布式电源、储能设备非计划停运次数和用电负荷未及时响应次数；1B、电量合格率具体为分布式电源、储能设备发电电量合格率和用电负荷响应准确性；1C、有功曲线合格率具体为分布式电源和储能设备有功曲线合格率；1D、计划完成率具体为分布式电源和储能设备发电计划完成情况；e
i
＝(P
i
‑
P0)/P0其中，e
i
为发电计划完成率，P
i
为成员的月度实际发电量或负荷用户参与响应的计划响应电量，P0为月度计划发电量或负荷用户参与响应的时间响应电量。4.根据权利要求2所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的经济性包括边际贡献率、平均贡献电量和可控容量；2A、边际贡献率具体为单一成员对虚拟电厂产生的经济效用；MC
i
＝(V
N
‑
V
N/i
)/V
N
其中，V
N
为虚拟电厂的收益，V
N/i
表示虚拟电厂除去成员i后的收益，边际贡献范围在[0，1]之间，MC
i
的值越大，表示其边际贡献越大，在虚拟电厂中发挥的作用越重要2B.对于分布式电源，平均贡献电量具体为平均发电量；对于储能设备，平均贡献电量具体为转换后的等效发电量；对于用电负荷，平均贡献电量具体为参与调度的调节电量；2C、可控容量具体为资源可控容量、储能电池容量和可控用电负荷。5.根据权利要求2所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的风险性包括信用量、数据信息传输情况和设备故障率；3A、信用量具体为产权信用情况；3B、数据信息传输情况具体为成员向虚拟电厂运营商提供信息的及时性和准确性。
6.根据权利要求2所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的用户意愿包括用户用电方式满意度和用户电费支出的满意度；4A、用户用电方式满意度具体为评估用户参与虚拟电厂前后的用电方式变化程度的指标，通过用户的新用电负荷曲线与原用电负荷曲线的差值进行表示：其中，t为一天24小时中具体某个时刻，f
TOU,t
(P1)为各时段电价P
p,s,v
的函数，表示参与虚拟电厂项目并实行分时电价后用户在t时刻的用户负荷，f
t
(P
t
)为t时刻电价P
t
的函数，表示参与虚拟电厂项目并实行分时电价前用户在t时刻的用户负荷，R1为用户用电方式满意度；4B、用户电费支出的满意度具体为用户对价格的敏感度；R2＝1
‑
(C
P1
‑
C
P0
)/C
P0
其中，R2为用户电费支出的满意度，C
P0
为用户参与虚拟电厂前的电费支出，即原电价P0的函数，C
P1
为用户参与虚拟电厂后的电费支出，即用户不同参与调节程度的电价函数。7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟电厂内部效益分摊的分布式资源优化方法，其特征在于，所述的步骤2中，采用基于TOPSIS的灰色关联度综合评价模型对综合贡献度指标体系中的多项指标进行综合评价的过程具体包括以下步骤：步骤201：对指标矩阵进行标准化处理，假设共用i＝m个样本，样本即虚拟电厂的成员，分别从n＝12个指标进行评价，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，吕冉，费斐，蓝国卉，刘盼盼，吴恩琦，李悦，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：