考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法及装置，针对可再生能源接入给电网带来的一系列问题，在考虑清洁能源消纳的同时，提高了虚拟电厂整体的经济性。方法包括：步骤1：基于虚拟电厂中各成员对象的特征，构建虚拟电厂中各成员对象模型；步骤2：确立保证虚拟电厂系统稳定运行的等式约束条件和不等式约束条件，用于下一步的优化模型的建立；步骤3：根据已确定的成员对象和所述成员对象对应的约束条件，构建出考虑能源消纳的上层优化模型和考虑系统经济性的下层优化模型；步骤4：基于多目标萤火虫算法对所述的上层优化模型和下层优化模型求解，采用模糊优选法确定最优解，用此最优解对所述虚拟电厂进行优化调度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法及装置


[0001]本专利技术涉及多目标优化调度优化方法
，特别涉及一种考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法及装置。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和人口的增长，全世界对能源的需求也越来越大。自工业革命以来，以煤炭、石油为代表的传统化石燃料－直是人类能源的主要来源，但传统不可再生能源的储量正在急剧减少，能源消耗所带来的环境污染问题也日益严重。面对愈演愈烈的能源危机，积极开发可再生能源、实现能源的可持续发展已经成为卅界各国的共识。风能、太阳能、生物质能、海洋能、核能等吋再生能源的研究已经成为能源领域的研究热点，其中风力发电是目前最为成熟的可再生能源技术之一。
[0003]由于可再生能源的规模化发展，其随机性、间歇性的出力特质对电网带来了巨大的冲击，为了解决以风电、光伏等为代表的新能源并网所带来的一系列问题，国际上一些专家学者提出了虚拟电厂的概念，其通过先进的信息技术，有效聚合大量地域分散安装的分布式电源、受控负荷和储能单元，实现广域范围的能源互联与共享。虚拟电厂VPP能够结合分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于虚拟电厂中各成员对象的特征，构建虚拟电厂中各成员对象模型；步骤2：确立保证虚拟电厂系统稳定运行的等式约束条件和不等式约束条件，用于下一步的优化模型的建立；步骤3：根据已确定的各成员对象模型和所述各成员对象所对应的等式约束条件或不等式约束条件，构建出考虑能源消纳的上层优化模型和考虑系统经济性的下层优化模型；步骤4：基于多目标萤火虫算法对所述的上层优化模型和下层优化模型求解，采用模糊优选法确定最优解，用此最优解对所述虚拟电厂进行优化调度。2.根据权利要求1所述的一种考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中，构建虚拟电厂中成员模型具体包括如下：虚拟电厂中成员对象包括分布式风电，所述分布式风电的模型构建包括如下：将风机输出有功功率P
w
和风速v的变化关系表示为：式中：P
rate
为风机额定输出功率，单位为MW，v
rate
为额定风速，单位为m/s，v
in
为切入风速，单位为m/s，v
out
为切除风速，单位为m/s，P
w
为风机输出有功功率，单位为MW；虚拟电厂中成员对象包括分布式光伏，所述分布式光伏的模型构建包括如下：式中，φ表示太阳能的辐射强度，δ和η为函数的形状参数；基于光电转换效率，光伏发电的出力函数表示为：式中，α
pv
为光伏发电效率，S
pv
为光伏发电板总面积，φ
t
为太阳辐射强度；虚拟电厂中成员对象包括传统火电机组，所述传统火电机组的模型构建包括如下：式中，V
t
为t时段火力发电成本，a
i
、b
i
、c
i
分别为火电机组i的燃料成本系数，P
i,t
表示第i个火电机组在t时刻有功出力；虚拟电厂中成员对象包括燃气轮机，所述燃气轮机的模型构建包括如下：燃气轮机组发电效率为θ
FC
，则其实际出力为：其中，H表示燃气的热值，V
tFC
表示t时间段使用燃气的体积；
燃气分布式发电机组的成本包含投资运行成本和启停成本，所以在t时刻该发电机组成本函数为：其中，表示投资运行成本，表示启停成本；虚拟电厂中成员对象包括抽水储能，所述抽水储能模型构建包括如下：抽水蓄能电站在抽水工况下为：式中，W
tCW
为t时段内上水库的水量，为单位时间内抽水系统的额定功率功率，η
CWp
为电能转换系数，表示抽水泵处于工作状态，反之则为停止工作；虚拟电厂中成员对象包括储能电池，所述储能电池模型构建包括如下：蓄电池的运营成本和收入分别为：蓄电池的运营成本和收入分别为：式中，ρ
p
和ρ
v
分别为峰时段和谷时段的电价，和分别为t时段的充电功率和放电功率，和分别为蓄电池在t时刻的充电状态和放电状态；虚拟电厂中成员对象包括高载能负荷，所述高载能负荷模型构建包括如下：高载能负荷分为三类：可离散调节负荷、可转移负荷、可连续调节负荷；可离散调节负荷的数学模型表示为：式中：表示可离散调节负荷i在时段的负荷量，表示可离散调节负荷i在t时段的调节量，表示可离散调节负荷的调节状态，表示该负荷在时段t不进行调节，表示该负荷在时段t进行调节；可转移负荷的数学模型表示为：式中，表示可离散调节负荷j在t时段的负荷量，表示可离散调节负荷j在t时段的转移量；表示可离散调节负荷的启动状态，表示该负荷在时段t不进行转移，表示该负荷在时段t进行转移；可连续调节负荷的数学模型表示为：式中，为可连续调节负荷k在时段t内的负荷量，N
G_k
为自备电厂k的机组台数，为机组n在时段t的运行状态，表示机组处于开机运行状态；为自备电厂机组n在时
刻t的有功出力。3.根据权利要求1所述的一种考虑清洁能源消纳的虚拟电厂双层优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，具体包括：虚拟电厂的优化调度应满足功率平衡约束、分布式电源出力约束、蓄电池运行约束、抽水蓄能系统运行约束条件；2
‑
1功率等式约束：式中，为t时段上层优化模型的出力偏差值，依次为t时段风电、光伏、燃气机组和储能电池发电出力以及储能电池充电功率；式中，为下层优化后t时段的净负荷；2
‑
2燃气轮机功率约束：式中，分别为燃气机组功率上、下限；2
‑
3储能电池充放电及能量约束：充电状态放电状态式中，分别为充放电功率最大值，为t时刻蓄电池的电量，η
c
、η
d
分别为蓄电池充放电效率，分别为蓄电池容量的上下限；2
‑
4火电机组爬坡功率约束：式中，P
i
(t
‑
1)为t

【专利技术属性】
技术研发人员：祝湘博，刘宇，焦振，王雪，曹阳，徐大利，陈昱达，孟令卿，郭大川，赵彦一，曾宪楠，房震宇，姜也闻，孙玉成，高梓源，王迎春，杨东升，李广地，周博文，
申请(专利权)人：东北大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：