【技术实现步骤摘要】
虚拟电厂优化调度方法、装置、电子设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及智能电网运行和控制
，特别涉及虚拟电厂优化调度方法、装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]新型电力系统背景下，大量新能源发电、电动汽车、储能设备、可控负荷等分布式资源在电力系统中的渗透率不断提高，其随机性、波动性为电力系统的安全稳定运行带来极大挑战。虚拟电厂作为管理分布式资源的有效手段，将电力终端与电网紧密连接，实现资源的整合与调度，并可作为聚合实体逐步参与电力市场的运行，既提升了电网运行的安全性、经济性和灵活性，又相应降低了电网的投资成本。
[0003]由于分布式资源散落在空间不同角落，虚拟电厂需借助先进的信息、计量、控制等技术实现对分布式资源的调度与控制，而不改变分布式资源的并网方式和地理位置。信息网的能力约束、连通特性及其与能源网的耦合程度影响分布式资源是否能够有效响应虚拟电厂调控指令，且能源网络与信息网络之间存在强耦合，信息节点与能源节点之间存在相互依赖关系，一方面，信息节点需要相应的能源节点提供电源，另一方面，能源节...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：根据所设立的可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件、所述电力系统中能源网安全运行约束条件和所述能源设备安全运行约束条件，得到可再生能源出力场景下所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望最小时所述虚拟电厂中每台燃气轮机和储能设备的有功功率，根据所述虚拟电厂中每台燃气轮机和储能设备的有功功率，确定虚拟电厂的优化调度方案。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所设立的可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件、所述电力系统中能源网安全运行约束条件和所述能源设备安全运行约束条件，得到可再生能源出力场景下所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望最小时所述虚拟电厂中每台燃气轮机和储能设备的有功功率之前，包括以下步骤：设立可再生能源出力场景下所述虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件；设立可再生能源出力场景下所述电力系统中能源网安全运行约束条件；设立可再生能源出力场景下所述能源设备安全运行约束条件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设立可再生能源出力场景下所述虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件，包括以下步骤：建立信息节点运行约束如下：其中，σ
m
为信息节点m的供能有效性标志位，当物理节点无法提供电能时，信息节点m无法正常工作，取0，D
m
为连接到信息节点m的物理节点集，为物理节点n负荷削减量，为物理节点n的负荷需求量，γ为定义信息网络和能源网络之间耦合强度的参数，γ的范围为[0,1]，γ越大，耦合度越强；建立物理节点运行约束如下：其中，s为可再生能源出力场景的编号，是一个二进制变量，表示信息节点m是否故障，当信息节点m故障时，为0，否则，为1，为在可再生能源出力场景s下电源节点m的输出功率，为在可再生能源出力场景s下电源节点m输出的最大功率。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设立可再生能源出力场景下所述电力系统中能源网安全运行约束条件，包括以下步骤：采用配电网线性潮流方程，建立能源网安全运行潮流约束如下：
其中，P
s,mn,t
和Q
s,mn,t
分别为在可再生能源出力场景s下调度时段t从节点m到节点n的有功功率流和无功功率流，和分别为在调度时段t从节点m到节点n的最大有功功率流和最大无功功率流，V
s,m,t
和θ
s,m,t
分别为在可再生能源出力场景s下调度时段t节点m电压的幅值和相角，V
s,n,t
和θ
s,n,t
分别为在可再生能源出力场景s下调度时段t节点n电压的幅值和相角，V
m
和分别为节点m电压的最小和最大幅值，θ
m
和分别为节点m电压的最小和最大相角，x
mn
和r
mn
分别为节点m和节点n之间线路的电抗和电阻；建立功率平衡潮流约束如下：建立功率平衡潮流约束如下：其中，NB为虚拟电厂中电力网络的线路集合，和分别为在可再生能源出力场景s下接入节点m的可再生能源在调度时段t的有功功率和无功功率，和分别为可再生能源出力场景s下接入节点m的燃气轮机在调度时段t的有功功率和无功功率，和分别为在可再生能源出力场景s下接入节点m的储能设备在调度时段t的发电有功功率和充电有功功率，和分别为在可再生能源出力场景s下接入节点m的负荷在调度时段t消耗的有功功率和无功功率。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设立可再生能源出力场景下所述能源设备安全运行约束条件，包括以下步骤：
建立燃气轮机功率运行约束如下：建立燃气轮机功率运行约束如下：其中，i
gt
为燃气轮机的编号，和分别为燃气轮机i
gt
输出功率的下限和上限，为可再生能源出力场景s下燃气轮机i
gt
在调度时段t的输出有功功率，为可再生能源出力场景s下燃气轮机i
gt
在调度时段t
‑
1的输出有功功率，是燃气轮机i
gt
在运行过程中的爬坡范围；建立储能设备充放电功率运行约束如下：运行约束如下：运行约束如下：运行约束如下：其中，i
es
为储能设备的编号，为可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t放电消耗的有功功率，为可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t充电消耗的有功功率，为储能设备i
es
放电消耗的最大有功功率，为储能设备i
es
充电消耗的最大有功功率，为在可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t的储能容量，为在可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t
‑
1的储能容量，η是充放电效率，是储能设备i
es
的最大容量，是一个二进制变量，表示在可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t是否处于放电状态，即当在调度时段
t放电时，取1，否则，取0；建立灵活性负荷运行约束如下：建立灵活性负荷运行约束如下：其中，i
load
为负荷的编号，为可再生能源出力场景s下负荷i
load
在调度时段t消耗的功率，为可再生能源出力场景s下负荷i
load
中灵活性负荷在调度时段t的功率，为负荷i
load
中非灵活性负荷在调度时段t的功率，为可再生能源出力场景s下负荷i
load
中灵活性负荷在负荷削减前调度时段t'的功率，为可再生能源出力场景s下负荷i
load
中灵活性负荷削减后调度时段t'的功率，为可再生能源出力场景s下负荷i
load
在调度时段t功率的减少量，是负荷i
load
的衰减因子，它描述了负荷弹回的过程。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所设立的可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件、所述电力系统中能源网安全运行约束条件和所述能源设备安全运行约束条件，得到可再生能源出力场景下所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望最小时所述虚拟电厂中每台燃气轮机和储能设备的有功功率，包括以下步骤：建立可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望目标函数；采用遗传算法，根据可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂中能源网与信息网耦合约束条件、所述电力系统中能源网安全运行约束条件和所述能源设备安全运行约束条件，确定所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望目标函数值最小时所述虚拟电厂中每台燃气轮机和储能设备的有功功率。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述建立可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望目标函数，包括以下步骤：建立可再生能源出力场景下电力系统中一个虚拟电厂燃气轮机运行成本期望函数，所述燃气轮机运行成本期望函数为：
其中，Ω
GT
为燃气轮机集合，i
gt
为燃气轮机的编号，为燃气轮机i
gt
的运行成本系数，为可再生能源出力场景s下燃气轮机i
gt
在调度时段t的输出有功功率,为可再生能源出力场景s下燃气轮机集合Ω
GT
在调度时段t的运行成本；建立可再生能源出力场景下电力系统中所述虚拟电厂储能设备运行成本期望函数，所述储能设备运行成本期望函数为：其中，Ω
ES
为储能设备集合，i
es
为储能设备的编号，为储能设备i
es
的运行成本系数，为可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t充电消耗的有功功率，为可再生能源出力场景s下储能设备i
es
在调度时段t放电消耗的有功功率，为可再生能源出力场景s下储能设备集合Ω
ES
在调度时段t的运行成本；根据所述燃气轮机运行成本期望函数和所述储能设备运行成本期望函数，建立可再生能源出力场景下电力系统中所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望目标函数，所述虚拟电厂燃气轮机和储能设备运行成本期望目标函数为：其中，s为可再生能源出力场景的编号，t为调度时段的编号，λ
s
为可再生能源出力场景s可能发生的概率，为可再生能源出力场景s下燃气轮机在调度时段t的运行成本，为可再生能源出力场景s下储能...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏斌，王宣元，郭庆来，宁卜，王彬，张浩，赵昊天，刘蓁，潘昭光，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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