考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法技术

本发明专利技术提出了考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，包括：建立虚拟电厂内的可控资源和不确定性的模型；根据可控资源特性粗略估计可调度范围，引入反应虚拟电厂可行性特征的松弛变量；建立虚拟电厂聚合能力评估模型，实现在考虑光伏不确定性的同时最大化虚拟电厂的可调度聚合能力范围。虚拟电厂的可调度聚合能力范围。虚拟电厂的可调度聚合能力范围。

【技术实现步骤摘要】
考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，尤其涉及考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]光伏发电的特性与传统发电机组不同，取决于当地的天气环境，具有可变性和不确定性的特点。随着易变的新能源在电网中的渗透率不断提高，具有灵活调节能力的发电机组的压力陡增，电力系统的安全性受到威胁，亟需新的资源为电力系统带来新的灵活性。
[0004]近些年，需求侧出现了大量具有与电网双向互动能力的柔性负荷，这种负荷能够根据激励调节自身的用电行为，从而参与电网调度。这种新型负荷的出现一定程度上缓解了电力系统调节能力不足的问题，但是这些负荷个体容量较小，布局分散，且很难以用户身份参与电力系统的调度。为了解决这个问题，将数量庞大的柔性负荷聚合为一种虚拟电厂，共同参与电网调度是一种解决途径。
[0005]虚拟电厂在参与电网调度之前，须向系统调度员提供可调度的功率曲线。尽管当前有很多对虚拟电厂的评估方法，但大多没有考虑新能源的不确定性，因此，目前对虚拟电厂的评估不够准确。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，考虑新能源的不确定性的同时，兼顾经济性和安全性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0008]第一方面，公开了考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，包括：
[0009]建立虚拟电厂内的可控资源和不确定性的模型；
[0010]根据可控资源特性粗略估计可调度范围，引入反应虚拟电厂可行性特征的松弛变量；
[0011]建立虚拟电厂聚合能力评估模型，实现在考虑光伏不确定性的同时最大化虚拟电厂的可调度聚合能力范围。
[0012]作为进一步的技术方案，建立不确定性的模型时，考虑光伏发电功率易受光照强度和环境温度的影响，且随气象条件变化存在一定程度的波动，具体模型为：
[0013][0014]其中，表示第t时间段的第i个屋顶光伏的实际输出功率，为光伏的预测输出功率，α,β为光伏出力波动范围。
[0015]作为进一步的技术方案，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：
[0016]建立柔性负荷模型，具体以温控负荷作为典型的柔性负荷进行建模；
[0017]其相关的约束如下所示：
[0018][0019][0020][0021][0022]其中，表示在第t时间段的第i个温控负荷的运行功率，为温控负荷的平均运行功率；是t时的温控负荷的热储能容量，它的值受用户设定的温度容忍范围Δθ影响；a,δ为由温控负荷的热参数推导得到的热系数，表示该温控负荷的热阻和热容。
[0023]作为进一步的技术方案，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立储能模型；
[0024][0025][0026][0027][0028]其中，分别为储能充电功率和放电功率，为储能的功率极限；μ
it
为二进制变量，保证充放电不会同时进行；E
it
为储能的容量，η
ch
,η
dis
分别为充电效率和放电效率，为储能的最大容量限制。
[0029]作为进一步的技术方案，建立虚拟电厂聚合能力评估模型，具体为：
[0030]首先，预评估虚拟电厂可调度聚合功率范围的粗略范围，即虚拟电厂内各可控资源的功率上下界之和，以该范围作为虚拟电厂可调度聚合功率的初始搜索范围；
[0031]上级电网在虚拟电厂的可调度聚合功率范围内进行调度；
[0032]虚拟电厂的可调度聚合功率范围内的任意功率应能够被此时虚拟电厂内的可控资源分解响应，同时考虑到光伏出力的不确定性，建立最大化虚拟电厂的聚合功率的目标函数。
[0033]作为进一步的技术方案，最大化虚拟电厂的聚合功率的目标函数为：
[0034][0035][0036]e1,e2≥0
[0037]目标函数的外层考虑光伏发电的不确定性，内层为最大可调度范围和可行性的折中决策；
[0038]其中，e1,e2为标志正负偏差功率的非负松弛变量，M和M'为大数；
[0039]当e1,e2均为0时表示此时的可以被虚拟电厂内的资源分解响应，否则存在无法响应的部分。
[0040]第二方面，公开了考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估系统，包括：
[0041]不确定性模型建立模块，被配置为：建立虚拟电厂内的可控资源和不确定性的模型；
[0042]根据可控资源特性粗略估计可调度范围，引入反应虚拟电厂可行性特征的松弛变量；
[0043]评估模型建立模块，被配置为：建立虚拟电厂聚合能力评估模型，实现在考虑光伏不确定性的同时最大化虚拟电厂的可调度聚合能力范围。
[0044]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0045]本专利技术首先建立虚拟电厂内的可控资源和不确定性的模型，之后根据可控资源特性粗略估计可调度范围，引入反应虚拟电厂可行性特征的松弛变量，在考虑光伏不确定性的同时最大化虚拟电厂的可调度聚合能力范围。本专利技术在考虑新能源的不确定性的同时，兼顾经济性和安全性。
[0046]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0047]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0048]图1为本专利技术实施例方法的流程图。
具体实施方式
[0049]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0050]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0051]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]实施例一
[0053]如图1所示，本实施例公开了一种考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，为两阶段鲁棒的虚拟电厂聚合能力评估方法，两阶段鲁棒指考虑不确定性的max
‑
min双层混合问题，是一种数学形式，即步骤4。在所有约束的作用下，求解目标函数即可评估虚拟电厂聚合能力，
[0054]包括以下步骤：
[0055]步骤1：建立光伏出力不确定性模型。
[0056]考虑到光伏发电功率易受光照强度和环境温度的影响，且随气象条件变化存在一定程度的波动，因此光伏出力的不确定性可建模为下式模型：
[0057][0058]其中，表示第t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，其特征是，包括：建立虚拟电厂内的可控资源和不确定性的模型；根据可控资源特性粗略估计可调度范围，引入反应虚拟电厂可行性特征的松弛变量；建立虚拟电厂聚合能力评估模型，实现在考虑光伏不确定性的同时最大化虚拟电厂的可调度聚合能力范围。2.如权利要求1所述的考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，其特征是，建立不确定性的模型时，考虑光伏发电功率易受光照强度和环境温度的影响，且随气象条件变化存在一定程度的波动，具体模型为：其中，表示第t时间段的第i个屋顶光伏的实际输出功率，为光伏的预测输出功率，α,β为光伏出力波动范围。3.如权利要求1所述的考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，其特征是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立柔性负荷模型，具体以温控负荷作为典型的柔性负荷进行建模；其相关的约束如下所示：其相关的约束如下所示：其相关的约束如下所示：其相关的约束如下所示：其中，表示在第t时间段的第i个温控负荷的运行功率，为温控负荷的平均运行功率；是t时的温控负荷的热储能容量，它的值受用户设定的温度容忍范围Δθ影响；a,δ为由温控负荷的热参数推导得到的热系数，表示该温控负荷的热阻和热容。4.如权利要求1所述的考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，其特征是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立储能模型；是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立储能模型；是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立储能模型；是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型之前，还包括：建立储能模型；其中，分别为储能充电功率和放电功率，为储能的功率极限；μ
it
为二进制变量，保证充放电不会同时进行；E
it
为储能的容量，η
ch
,η
dis
分别为充电效率和放电效率，为储能的最大容量限制。5.如权利要求1所述的考虑光伏出力不确定性的虚拟电厂聚合能力评估方法，其特征是，建立虚拟电厂聚合能力评估模型，具体为：首先，预评估虚拟电厂可调度聚合功率范围的粗略范围，即虚拟电厂内各可控资源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐群，孙丰杰，董帅，魏振，胡洋，陈琛，孟建，刘宏波，刘嘉超，娄亮，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：