一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法技术

本发明专利技术公开了虚拟电厂优化分区领域的一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，包括以下步骤：对虚拟电厂内部进行建模，并构建面向光储型虚拟电厂优化分区的两阶段鲁棒优化模型；建立光储型虚拟电厂两阶段鲁棒优化分区的约束条件；采用C&CG算法对紧凑形式的两阶段鲁棒优化模型进行分解，得到主问题和子问题；对分解后的主问题和子问题进行线性化处理，并迭代求解得到优化解。本发明专利技术方法将含有分布式光储的电网整合成光储型虚拟电厂，同时考虑到光伏发电和负荷用电的随机性，从而实现虚拟电厂的优化划分，并得到该结果下的日前调度情况，实现光储型虚拟电厂控制的方便性、规划的经济性和运行的安全性。规划的经济性和运行的安全性。规划的经济性和运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法


[0001]本专利技术属于虚拟电厂优化分区领域，具体涉及一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法。

技术介绍

[0002]虚拟电厂并非是传统意义上的电厂，它通过先进的通信手段将光伏、储能等分布式能源聚合成一个符合系统要求的整体，在一定程度上弥补分布式能源容量低、出力有限的缺点，并且虚拟电厂内的分布式电源一般都能实现容量互补，使得该聚合的整体功率输出更为平稳，提高系统的消纳能力，便于系统整体控制，具有较好的应用前景。对于含有分布式电源的配电网，将其整合为若干虚拟电厂是一个值得研究的问题。传统的聚类分区其结果随意性较大，且对不同场景下的适应度较低,光伏和负荷的出力具有不确定性。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，包括以下步骤：
[0006]对虚拟电厂内部进行建模，获取各光储间位置函数表达式与光伏、储能和配电网交互功率的成本函数表达式，并构建面向光储型虚拟电厂优化分区的两阶段鲁棒优化模型，确定光伏和负荷功率不确定集范围；
[0007]建立光储型虚拟电厂两阶段鲁棒优化分区的约束条件，包括电网交互功率约束条件、储能运行状态约束条件、分区约束条件和分区内功率平衡约束条件；
[0008]先将已建立的两阶段鲁棒优化模型改变为紧凑形式，然后采用C&CG算法对紧凑形式的两阶段鲁棒优化模型进行分解，得到主问题和子问题；
[0009]对分解后的主问题和子问题进行线性化处理，并迭代求解得到优化解。
[0010]优选地，所述各光储间位置函数表达式如下：
[0011][0012][0013][0014]所述光伏、储能和配电网交互功率的成本函数表达式如下：
[0015][0016]优选地，所述两阶段鲁棒优化模型第一阶段通信成本最低，第二阶段运行成本最低，如下式：
[0017][0018]所述光伏和负荷功率范围如下式：
[0019][0020]优选地，所述电网交互功率约束条件如下式：
[0021][0022]所述储能运行状态约束条件如下式：
[0023][0024]所述分区约束条件和分区内功率平衡约束条件如下式：
[0025][0026]优选地，所述两阶段鲁棒优化模型改变的紧凑形式，如下式：
[0027][0028]s.t.Ay＝a,By≥b
[0029]Ex≥e:α
[0030]Fx＝0:β
[0031]Iy+Gx≥h:γ
[0032]Kx＝u:λ
[0033]x≥0
[0034]优选地，所述主问题，如下式：
[0035][0036]s.t.μ≥d
T
x
l
[0037]Ay＝a,By≥b
[0038]Ex
l
≥e,Fx
l
＝0
[0039]Iy+Gx
l
≥h
[0040]Kx
l
＝u
l
[0041]所述子问题，如下式：
[0042][0043]s.t.E
T
α+F
T
β+G
T
γ+K
T
λ≤d
[0044]α,γ,λ≥0
[0045]λ
‑
M(1
‑
ξ)≤ξ
′
≤λ+M(1
‑
ξ)
[0046][0047][0048][0049]优选地，所述线性化处理具体过程如下：
[0050]先给定不确定变量u的初始值u1，设置调度成本下界LB＝
‑
∞，上界UB＝+∞，迭代次数l＝1；根据ul的取值，求解主问题，得到一个最优解(y
l*
,μ
l*
,x
1*
,
…
,x
l*
)，并且更新下界令LB＝μ
l*
；将求解得到的y
l*
带入子问题中，求解得到其目标函数值f
l*
和当前不确定变量的取值u
l+1*
，同时更新上界，令UB＝min{UB，f
l*
}；如果UB
‑
LB小于给定阈值，则停止迭代，返回最优解y
l*
和x
l*
；否则，令l＝l+1，增加约束条件，跳转到上述求解主问题步骤进行继续求解，直至达到收敛条件跳出迭代。
[0051]优选地，所述增加约束条件如下式：
[0052]μ≥d
T
x
l
[0053]Ay＝a,By≥b
[0054]Ex
l
≥e,Fx
l
＝0
[0055]Iy+Gx
l
≥h
[0056]Kx
l
＝u
l*
[0057]本专利技术的有益效果：
[0058]1、本专利技术方法将含有分布式光储的电网整合成光储型虚拟电厂，同时考虑到光伏发电和负荷用电的随机性，从而实现虚拟电厂的优化划分，并得到该结果下的日前调度情况，实现光储型虚拟电厂控制的方便性、规划的经济性和运行的安全性。
附图说明
[0059]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0060]图1是本专利技术实施例中方法流程图；
[0061]图2是本专利技术实施例中IEEE33节点配电网结构图；
[0062]图3是本专利技术实施例中光伏实际出力情况；
[0063]图4是本专利技术实施例中负荷实际用电情况；
[0064]图5是本专利技术实施例中各个储能充放电情况；
[0065]图6是本专利技术实施例中各分区购售电情况。
具体实施方式
[0066]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0067]请参阅图1所示，本实施例提供一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，运用于IEEE33节点的配电网中，该配电网结构如图2所示，光储型虚拟电厂优化划分方法包括以下步骤：
[0068]步骤1、对虚拟电厂内部进行建模，获取各光储间位置函数表达式与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，其特征在于，包括以下步骤：对虚拟电厂内部进行建模，获取各光储间位置函数表达式与光伏、储能和配电网交互功率的成本函数表达式，并构建面向光储型虚拟电厂优化分区的两阶段鲁棒优化模型，确定光伏和负荷功率不确定集范围；建立光储型虚拟电厂两阶段鲁棒优化分区的约束条件，包括电网交互功率约束条件、储能运行状态约束条件、分区约束条件和分区内功率平衡约束条件；先将已建立的两阶段鲁棒优化模型改变为紧凑形式，然后采用C&CG算法对紧凑形式的两阶段鲁棒优化模型进行分解，得到主问题和子问题；对分解后的主问题和子问题进行线性化处理，并迭代求解得到优化解。2.根据权利要求1所述的一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，其特征在于，所述各光储间位置函数表达式如下：其特征在于，所述各光储间位置函数表达式如下：其特征在于，所述各光储间位置函数表达式如下：式中，分别表示第i个光伏和第j个储能的位置坐标；为第k个分区中心位置坐标；为第i个光伏到第k个负荷中心的距离；为第j个储能到第k个负荷中心的距离；所述光伏、储能和配电网交互功率的成本函数表达式如下：式中，C
total
表示在t时段的总发电成本；K
pv
表示光伏单位功率的发电成本；P
pv,t
表示t时段内光伏发电功率值；t表示调度步长；K
ini
表示由初始投资成本折算后的单位充放电功率成本；K
O&M
表示由运维成本折算后的单位充放电功率成本；分别表示t时段内储能交流测输入/输出的充电/放电功率值；η表示储能的充放电效率；K
grid,t
表示配电网的日前交易电价；分别为t时段内虚拟电厂向配电网购/售电的功率值。3.根据权利要求1所述的一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，其特征在于，所述两阶段鲁棒优化模型第一阶段通信成本最低，第二阶段运行成本最低，如下式：式中，C
i
为单位距离通信成本系数，外层min问题为第一阶段求解目标，即主问题，对应决策变量为y；内层max
‑
min问题为第二阶段求解目标，即子问题，对应决策变量为x、u；所述光伏和负荷功率范围如下式：
式中，分别为不考虑不确定因素时t时段内光伏出力和负荷功率的预测值；均为正数，分别表示光伏和负荷所允许的功率最大波动偏差。4.根据权利要求1所述的一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，其特征在于，所述电网交互功率约束条件如下式：式中，ε
G,t
为各个分区向电网购售电的状态，值为1表示向电网购电，值为0表示向电网售电；分别表示向电网购/售电功率所允许的最大值；所述储能运行状态约束条件如下式：式中，ε
ES,t
为某储能充放电状态，值为1表示储能放电，值为0表示储能充电；分别为储能所允许的单位时间最大放电/充电功率；SOC
t
为储能的荷电状态，其表达式为所述分区约束条件和分区内功率平衡约束条件如下式：5.根据权利要求1所述的一种基于两阶段鲁棒优化的光储型虚拟电厂优化划分方法，其特征在于，所述两阶段鲁棒优化模型改变的紧凑形式，如下式：min c y+max min dxs.t.Ay＝a,By≥bEx≥e:αFx＝0:βIy+Gx≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈畅，柳伟，顾伟，邹德虎，普炳晨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：