一种考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法，包括以下步骤：采集该含虚拟电厂地理位置的风光历史数据，并对该系统中的风力光伏机组出力进行建模，分别使用威布尔分布与贝塔分布表达其不确定性，通过成本来表示不确定性对虚拟电厂的影响；用荷电状态建立储能的运行模型，并确定储能的运行成本；建立以阶梯碳价为基础的碳交易系统，并确定虚拟电厂在碳交易系统中的碳交易成本；基于前述步骤的成本函数获得模型目标函数，并结合确定系统安全运行约束，建立起整个含风光储的虚拟电厂经济调度模型；最后进行最优化计算，得到虚拟电厂内部各机组的出力、线路潮流、碳排放和成本等数据信息。排放和成本等数据信息。排放和成本等数据信息。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法


[0001]本专利技术涉及虚拟电厂经济调度方法，具体涉及一种考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法。

技术介绍

[0002]在新的碳税约束下，电力系统的需求达到了新的约束平衡。与此同时，电力系统经过逐年发展会展现出新形态，电力系统的安全性与结构特性等特征将会出现新的变化，其中最为突出的就是占比逐年增高的新能源电力。与火电等传统能源相比，风光等分布式新能源占比高的电力系统具有更加突出的新能源特征。然而，由于这些新的变化，整个电力系统的经济调度需要新的理论和实践。
[0003]虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。碳税的加入对虚拟电厂同样会产生相应的影响，需要考虑研究该影响的特性。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种适应包含风光储分布式能源的虚拟电厂经济调度方法，同时考虑到常规机组的确定性和分布式资源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、建立风电光伏出力模型，采集系统当地风光历史数据，利用历史数据进行风光出力预测；使用威布尔分布对风速的不确定性进行拟合，使用贝塔分布对光照的不确定性进行拟合，将不确定性对VPP影响转化为成本，建立起风电光伏的成本模型；步骤2、建立储能模型，用荷电状态来描述储能的运行状态从而得到运行模型，并且表达出储能的运行成本；步骤3、建立虚拟电厂碳配额、碳排放与基于阶梯碳价的碳交易模型，确定虚拟电厂的碳交易成本；步骤4、确定目标函数，基于步骤1、步骤2和步骤3得到的风电光伏成本、储能成本和碳交易成本，加上其他传统机组的发电成本削负荷成本与售电成本，得到总成本函数；步骤5、潮流系统建模，基于步骤4得到的总成本函数，以最小成本为目标，结合实际系统的机组线路数据，根据系统安全运行约束确定约束条件，建立起虚拟电厂的最优潮流经济调度模型；步骤6、使用线性规划优化算法计算获得基础数据，基于步骤3和步骤5的模型，修改碳交易价格水平，使用MATLAB进行仿真计算，获得各个碳税水平下系统得到的虚拟电厂内部各机组的出力、线路潮流、碳排放和成本数据信息。2.根据权利要求1所述的考虑阶梯碳价的含风光储的虚拟电厂经济调度方法，其特征是：所述步骤1具体为：首先获得该地历史天气数据，进行频率分布统计获得光强、风速频率分布直方图，分别使用贝塔分布与威布尔分布进行拟合；贝塔分布：式中：L
max
、μ
Beta
、σ
Beta
分别表示太阳辐照度的最大偏差值、平均偏差值以及标准偏差值；双参数威布尔分布：式中：c为尺度参数，k为形状参数，v为风速；结合经典风电与光伏机组的出力函数，得到二者出力的概率密度函数分别为：结合经典风电与光伏机组的出力函数，得到二者出力的概率密度函数分别为：式中：w为风机出力，ρ为空气密度，A为风轮机叶片面积；Q
PV
为光伏机组出力，Q
PV(max)
为
光伏出力上限；而风电与光伏的预测高低估成本以及碳税惩罚成本实际上是系统的旋转备用容量成本；当实际风速或辐射强度没有达到预测值，风电场和光伏电站的出力比计划值小，这时需要火电机组增发来满足电力系统的功率平衡，这就是正备用成本；相反情况下就是需要火电机组降低来满足，就是负备用成本，表现为不确定性带来的惩罚；根据步骤1中得到的风电光伏概率密度分布函数，求得正备用容量和负备用容量的期望值：望值：C
id
＝K
id
E(F
cd
)C
iu
＝K
iu
E(F
cu
)式中：F
cd
、F
cu
分别为正备用容量、负备用容量，E为正负备用容量的期望值，w
i
为风电/光伏预测出力，w
r
为风电/光伏额定出力，f
w
(w)为风电/光伏概率密度分布函数；C
id
、C
iu
分别为i机组的正备用成本、负备用成本，C
Pwind
、C
Psun
为风电、光伏的成本，C
id(Pwind)
、C
iu(Pwind)
分别为风机机组i的正备用容量成本、负备用容量成本，C
jd(Psun)
、C
ju(Psun)
分别为光伏机组j的正负备用容量成本，K
id
、K
iu
分别为新能源出力下的正备用成本系数、负备用成本系数，NW、NP分别为风机、光伏的机组数；此外，采用模拟市场拍卖的方法确定新能源出力下的正备用成本系数和负备用成本系数，即虚拟电厂从备用市场交易的成本系数；即将最大输出功率时的成本除以最大输出功率从而求得火电机组单位功率发电成本系数K
i
＝C
i
(p
i,max
)/p
i,max
，从K
i
值最小的机组开始，依次以机组的最大功率投入负荷，直至机组的功率之和大于负荷，边际机组的K
i
即确定为一定负荷下的正备用成本系数；再从K
i
最大的机组起，依次以机组的最大功率投入负荷，直至机组的功率之和大于负荷，边际机组的K
i
即确定为一定负荷下的负备用成本系数；所述步骤2具体为：储能系统所储存的电量由荷电状态来衡量，用下面的式子来进行计算：SOC(t)＝SOC(t
‑
1)
‑
E
BESS
(t
‑
1)/R
BESS
其中，SOC(t)是t时段的荷电状态，SOC(t
‑
1)是t
‑
1时段的荷电状态；E
BESS
(t
‑
1)是t
‑
1时刻蓄电池的总放电量，R
BESS
为蓄电池额定容量，单位均为kW
·
h；成本用以下公式表示：式中：是第i的电池储能的运行成本，π
BESS
是电池储能系统的消耗成本系数，是电池储能系统的消耗成本系数，分别是电池的放电功率和充电功率；所述步骤3具体为：采用基于发电量的免费初始碳排放权分配方式，对于虚拟电厂分配到的碳排放限额为：
式中：E
...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐鹰，周保中，李忆，许皓文，张继广，郭超，孙诗杰，谢康，吕若佳，孙宇航，
申请(专利权)人：浙江大学绍兴研究院浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：