一种虚拟电厂优化运行控制方法、系统、存储介质及设备技术方案

本发明专利技术提出了一种虚拟电厂优化运行控制方法、系统、存储介质及设备，涉及虚拟电厂技术领域。所述方法包括以下步骤：建立虚拟电厂中不同类型的能源模型，构成虚拟电厂模型；以最小虚拟电厂各类型能源发电总成本和最小环境成本建立目标函数；建立功率平衡约束条件以及各类型能源的出力约束；采用改进鸽群算法对目标函数进行求解，得出最优结果。本发明专利技术建立了考虑环境成本的虚拟电厂优化控制模型，建立最小化成本的目标函数，考虑多项约束条件，经过优化后的模型可以合理分配各类型能源出力，优先消纳清洁能源，燃气轮机整体出力减少，减少了环境污染，优化之后虚拟电厂的环境成本与综合成本均有所下降，增加了虚拟电厂模型的经济性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟电厂优化运行控制方法、系统、存储介质及设备


[0001]本专利技术属于虚拟电厂
，尤其涉及一种虚拟电厂优化运行控制方法、系统、存储介质及设备。

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]虚拟电厂是近些年快速发展的一种电力系统控制方式。其通过将控制范围内的各个供电单元和用电单元等元素组合为一个完整的控制系统进行统一调度，实现提高电力系统调度水平的目的。现有的虚拟电厂调度方式通常是建立若干个目标函数和约束条件，然后通过优化算法对其进行运算，得到最优解。由于实际情况中目标函数和约束条件纷繁复杂，导致优化过程运算量大，虚拟电厂的调度控制时效性较差。
[0004]同时，现有针对虚拟电厂参与电力系统调度的优化运行主要是将分布式电源出力及负荷等多个随机变量的不确定性转化为确定性问题，从而对优化调度模型进行求解，但是分布式能源虚拟电厂所聚合的功率组件中分布式可再生能源发电、需求响应负荷和储能设备运行过程中均无污染气体排放，现有技术以电力系统总运行成本最小为目标函数，单一强调经济性，没有考虑燃气轮机发电出力排出有关污染气体给环境带来的影响，这导致虚拟电厂的控制系统运行的稳定性和经济性还有待提高。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种虚拟电厂优化运行控制方法、系统、存储介质及设备，能够有效降低污染物的排放，提高系统运行的稳定性和经济性。
[0006]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：第一方面，提供一种虚拟电厂优化运行控制方法，包括以下步骤：建立虚拟电厂中不同类型的能源模型，构成虚拟电厂模型；以最小虚拟电厂各类型能源发电总成本和最小环境成本建立目标函数，其中，环境成本包括环境价值成本和罚款成本；建立功率平衡约束条件以及各类型能源的出力约束；采用改进鸽群算法对目标函数进行求解，得出最优结果，所述改进鸽群算法对基本鸽群算法中的地图和指南针因子进行自适应调整。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述不同类型的能源模型包括风力发电模型、光伏发电模型、储能设备模型和燃气轮机模型。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，各类型能源发电成本包括风电机组的运行成本、光伏机组的运行成本、储能设备的运行成本、燃气轮机的运行成本。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，建立总成本的目标函数如下：
式中，是目标函数，为总成本最小；是风电机组的运行成本；是储能设备的运行成本；是光伏机组的运行成本；是燃气轮机的运行成本；是燃气轮机发电排出污染气体的环境成本。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述环境成本采用以下公式进行计算：式中：表示燃气轮机发电排出污染气体的环境成本；表示t时段的第i台燃气轮机的发电出力；表示燃气轮机发电出力排出的第r种污染气体的排放量；表示第r种气体的环境价值;表示第r种气体的罚款。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述各类型能源的出力约束包括风电出力约束、燃气轮机出力约束、燃气轮机爬坡约束和储能设备充放电约束。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，改进鸽群算法中对地图和指南针因子按照以下公式进行自适应调整：；；式中，R表示地图和指南针因子，d表示迭代次数，x表示转化值，将鸽群算法中前后两个过程中的迭代次数转换到[
‑
15,15]之间并作为x的输入。
[0013]第二方面，提供一种虚拟电厂优化运行控制系统，包括：模型构建模块，被配置为：建立虚拟电厂中不同类型的能源模型；目标函数建立模块，被配置为：以虚拟电厂各类型能源发电总成本最小以及环境成本最小建立目标函数，其中，环境成本包括环境价值成本和罚款成本；约束条件构建模块，被配置为：建立功率平衡约束条件以及各类型能源的出力约束；最优解求解模块，被配置为：采用改进鸽群算法对目标函数进行求解，得出最优结果，所述改进鸽群算法对基本鸽群算法中的地图和指南针因子进行自适应调整。
[0014]第三方面，提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的虚拟电厂优化运行控制方法。
[0015]第四方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的虚拟电厂优化运行控制方法。
[0016]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：本专利技术建立了考虑环境成本的虚拟电厂优化控制模型，虚拟电厂中考虑了风电单元、光伏单元、储能设备单元以及燃气轮机单元，虚拟电厂通过对各类型能源的整合，建立
最小化成本的目标函数，考虑多项约束条件，经过优化后的模型可以合理分配各类型能源出力，与优化之前相比，优先消纳清洁能源，燃气轮机整体出力减少，减少了环境污染，优化之后虚拟电厂的环境成本与综合成本均有所下降，增加了虚拟电厂模型的经济性。
[0017]本专利技术在基本鸽群算法的基础上进行了改进，提出了参数自适应调整策略，改进后算法的解的分布明显优于基本鸽群算法，改进策略改善了容易陷入局部最优的缺点，提高了全局搜索能力。改进的鸽群算法在稳定性和收敛性方面均得到了提升，利用改进后的鸽群算法对本专利技术的模型进行求解，提高了获得最优解的准确性。
附图说明
[0018]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。
[0019]图1为本专利技术的虚拟电厂优化运行控制方法的流程图；图2为本专利技术的改进后的鸽群算法的流程图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图进行详细说明。
[0021]实施例一如图1所示，本实施例公开了一种虚拟电厂优化运行控制方法，包括以下步骤：建立虚拟电厂中不同类型的能源模型；以最小虚拟电厂各类型能源发电总成本和最小环境成本建立目标函数；建立功率平衡约束条件以及各类型能源的出力约束；采用改进鸽群算法对目标函数进行求解，得出最优结果。
[0022]为了更清楚的阐述本实施例，可具体描述如下：首先，建立虚拟电厂中不同类型的能源模型，构成虚拟电厂模型；在本实施例中，虚拟电厂的能源类型包括风力发电、光伏发电、储能设备和燃气轮机。
[0023]风力发电模型的建立：建立风电机组的风速概率分布模型，采用Weibull概率分布进行模拟：（1）式中，、分别是Weibull 分布的形状参数以及分布尺度参数，是风电机组的实际风速。
[0024]风电机组特性模型如下：（2）式中，是实际出力，是额定功率，是自然风的实际风速，是风电机组的切
入风速，是风电机组的切出风速，是额定风速。
[0025]光伏发电模型的建立：太阳能电池板的发电效率与光照强度的大小有关，其白天出力相对稳定，光伏发电的出力的不确定性描述现有研究通常用Beta概率分布函数：（3）（4）（5）式中，是太阳的光照强度，、分别是B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：建立虚拟电厂中不同类型的能源模型，构成虚拟电厂模型；以最小虚拟电厂各类型能源发电总成本和最小环境成本建立目标函数，其中，环境成本包括环境价值成本和罚款成本；建立功率平衡约束条件以及各类型能源的出力约束；采用改进鸽群算法对目标函数进行求解，得出最优结果，所述改进鸽群算法对基本鸽群算法中的地图和指南针因子进行自适应调整。2.如权利要求1所述的虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，所述不同类型的能源模型包括风力发电模型、光伏发电模型、储能设备模型和燃气轮机模型。3.如权利要求1所述的虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，各类型能源发电成本包括风电机组的运行成本、光伏机组的运行成本，储能设备的运行成本、燃气轮机的运行成本。4.如权利要求1所述的虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，建立总成本的目标函数如下：式中，是目标函数，为总成本最小；是风电机组的运行成本；是储能设备的运行成本；是光伏机组的运行成本；是燃气轮机的运行成本；是燃气轮机发电排出污染气体的环境成本。5.如权利要求1所述的虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，所述环境成本采用以下公式进行计算：式中：表示燃气轮机发电排出污染气体的环境成本；表示t时段的第i台燃气轮机的发电出力；表示燃气轮机发电出力排出的第r种污染气体的排放量；表示第r种气体的环境价值;表示第r种气体的罚款。6.如权利要求1所述的虚拟电厂优化运行控制方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞继勇，钟大正，张群超，
申请(专利权)人：中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：