一种考虑综合需求响应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综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，包括：将火电机组、热电联产机组、风电场、集中光伏电厂、电加热器、电热负荷聚合为虚拟电厂，利用先进的通信协调技术对各机组进行统一控制和管理，实现电

【技术实现步骤摘要】
一种考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法


[0001]本专利技术涉及虚拟电厂
，尤其涉及一种考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法。

技术介绍

[0002]近年来由于可再生能源分布式发电低污染、节约输变电投资、传输方便高效率等特点，其得到快速发展，但随着电网中风光能源的接入功率越来越高，可再生能源的波动为电网的稳定安全运行也带来了一定挑战。为了解决风光随机性带来的运行不确定问题，通过建设本地供需协调，建设随机性微电网或主动式配电网使得可再生能源利用效率更高更稳定，另一方面，我国一直追求在终端降低用户的电力用能成本，而这与目前分布式可再生能源目前比较高的并网成本相矛盾。探索模式创新以促进分布式发电设备更多的就地取材及就地消纳，加快低碳能源体系的进一步建设成为本领域研究重点。
[0003]虚拟电厂在聚合规模效益驱动下，将独立的分布式资源聚合统一参与电力市场，利用电力市场加强电力系统供应侧与需求侧之间的协调互动，加强新能源与系统间的相互容纳能力，有效促进了源荷两侧各类资源的合作，提高了需求侧资源调度的灵活性以及经济性。但是在不同地区的复杂应用场景下，依然有许多需要解决的问题。例如，“三北”地区热电联产机组的运行方式大大降低了系统调峰能力，导致该地区“弃风”严重。如何在保证系统稳定安全运行以及满足供电、供热需求的基础上提高系统的风电消耗能力，成为亟需解决的关键问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，其目的是：在考虑电热一体化需求响应的基础上大幅度减少废弃风电，获得较大的经济效益和环境效益。
[0005]本专利技术技术方案如下：
[0006]一种考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，包括如下步骤：
[0007]S1：将火电机组、热电联产机组、风电场、集中光伏电厂、电加热器、电热负荷聚合为虚拟电厂，利用先进的通信协调技术对各机组进行统一控制和管理，实现电
‑
热联合运行的优化调度；
[0008]S2：对虚拟电厂的综合需求响应进行分析，建立虚拟电厂的综合需求响应模型；
[0009]S3：考虑用户的综合需求响应，确定目标函数及约束条件，建立虚拟电厂经济优化模型；
[0010]S4：采用改进的模拟退火原理粒子群优化算法对所述虚拟电厂经济优化模型进行求解。
[0011]进一步地，步骤S2所述虚拟电厂的综合需求响应模型为：
[0012][0013][0014]其中，分别为柔性电负荷、热负荷调度费用，k
EDR
、k
HDR
分别为柔性电负荷、热负荷参与调度的补偿系数，分别为调度电、热负荷功率，Δt为单位调度时间。
[0015]进一步地，步骤S3中所述目标函数的确定方法为：以一个运行周期内总成本最小作为目标函数，公式表示如下：
[0016][0017]其中，F为虚拟电厂在一个运行周期内的总运行成本，T为一个调度周期，为火电机组运行成本，为热电联产机组的运行成本，为集中光伏电厂的运行维护成本，为风电场综合成本，为电加热器的运行成本，为柔性负荷调度成本；
[0018][0019]其中，N1为火电机组台数，A
i
、B
i
、C
i
分别为第i个火电机组的煤耗系数，为第i个火电机组的输出功率，和分别为第i个火电机组在t时刻和t
‑
1时刻的启动和停止状态，S
i
为第i台火电机组的启动和关闭成本；
[0020][0021]其中，N2为热电联产机组数量，a
i
、b
i
、c
i
分别为热电联产机组发电成本系数，和分别为热电联产机组的发电量和热发电量，p
v,i
表示由于额外加热而减少的电力输出系数；
[0022][0023]其中，和分别为集中光伏电厂的电、热功率，和分别为集中光伏电厂的供电、供热成本系数，和为集中光伏电厂t
‑
1、t时刻发电机组的运行状况，S
CSP
为集中光伏电厂的启动、停机成本；
[0024][0025]其中，k
W
和k
qf
分别为风电场运行维护和废弃风电成本系数，和分别为实际风电和废弃风电；
[0026][0027]其中，k
EH
为电加热的运行成本系数，为电加热的功率输入；
[0028][0029]其中，分别为柔性电负荷、热负荷调度费用。
[0030]进一步地，步骤S3所述约束条件包括功率均衡约束、火电机组运行约束、热电联产机组运行约束、集中光伏电厂的运行约束、电加热的功率约束、风电场的功率限制约束以及整合需求响应约束；
[0031]功率均衡约束表示为：
[0032][0033][0034]其中，为电加热器加热功率，表示t时刻的电负荷，表示t时刻的热负荷；
[0035]火电机组运行约束表示为：
[0036][0037][0038][0039]其中，P
DG,i,min
和P
DG,i,max
分别为火电机组的最小和最大发电功率，和分别为火电机组的向上和向下爬升率；
[0040]热电联产机组运行约束表示为：
[0041][0042][0043][0044][0045]其中，P
CHP,i,min
、P
CHP,i,max
、H
CHP,i,min
、H
CHP,i,max
分别为热电联产机组的最大、最小发电功率和最大、最小热功率，和分别为热电联产机组的上升和下降速率；
[0046]集中光伏电厂的运行约束表示为：
[0047][0048][0049][0050][0051][0052]其中，P
CSP,min
、P
CSP,max
、H
CSP,min
、H
CSP,max
分别为集中光伏电厂的最大、最小电功率和最大、最小热功率，和分别为负荷和储热槽的功率流，和分别为集
中光伏电厂的向上爬升率和向下爬升率；
[0053]电加热的功率约束表示为：
[0054][0055][0056][0057]其中，H
EH,max
为电加热器加热功率上限，和分别为电加热流向负荷和储热槽的热功率；
[0058]风电场的功率限制约束表示为：
[0059][0060][0061][0062]其中，为预测风力发电量；
[0063]整合需求响应约束表示为：
[0064][0065][0066]其中，S
e,max
和S
h,max
分别为柔性电
‑
热负荷的最大响应能力，表示t时刻的电负荷，表示t时刻的热负荷，L
p
为响应所涉及的柔性荷载能力的上限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将火电机组、热电联产机组、风电场、集中光伏电厂、电加热器、电热负荷聚合为虚拟电厂，利用先进的通信协调技术对各机组进行统一控制和管理，实现电
‑
热联合运行的优化调度；S2：对虚拟电厂的综合需求响应进行分析，建立虚拟电厂的综合需求响应模型；S3：考虑用户的综合需求响应，确定目标函数及约束条件，建立虚拟电厂经济优化模型；S4：采用改进的模拟退火原理粒子群优化算法对所述虚拟电厂经济优化模型进行求解。2.如权利要求1所述的考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，其特征在于：步骤S2所述虚拟电厂的综合需求响应模型为：S2所述虚拟电厂的综合需求响应模型为：其中，分别为柔性电负荷、热负荷调度费用，k
EDR
、k
HDR
分别为柔性电负荷、热负荷参与调度的补偿系数，分别为调度电、热负荷功率，Δt为单位调度时间。3.如权利要求1所述的考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，其特征在于：步骤S3中所述目标函数的确定方法为：以一个运行周期内总成本最小作为目标函数，公式表示如下：其中，F为虚拟电厂在一个运行周期内的总运行成本，T为一个调度周期，为火电机组运行成本，为热电联产机组的运行成本，为集中光伏电厂的运行维护成本，为风电场综合成本，为电加热器的运行成本，为柔性负荷调度成本；其中，N1为火电机组台数，A
i
、B
i
、C
i
分别为第i个火电机组的煤耗系数，为第i个火电机组的输出功率，和分别为第i个火电机组在t时刻和t
‑
1时刻的启动和停止状态，S
i
为第i台火电机组的启动和关闭成本；其中，N2为热电联产机组数量，a
i
、b
i
、c
i
分别为热电联产机组发电成本系数，和分别为热电联产机组的发电量和热发电量，p
v,i
表示由于额外加热而减少的电力输
出系数；其中，和分别为集中光伏电厂的电、热功率，和分别为集中光伏电厂的供电、供热成本系数，和为集中光伏电厂t
‑
1、t时刻发电机组的运行状况，S
CSP
为集中光伏电厂的启动、停机成本；其中，k
W
和k
qf
分别为风电场运行维护和废弃风电成本系数，和分别为实际风电和废弃风电；其中，k
EH
为电加热的运行成本系数，为电加热的功率输入；其中，分别为柔性电负荷、热负荷调度费用。4.如权利要求2所述的考虑综合需求响应的虚拟电厂经济调度方法，其特征在于：步骤S3所述约...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡莹，马力，潘凯岩，刘华，于琪，余志文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：