一种虚拟电厂调节能力快速分配方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种虚拟电厂调节能力快速分配方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：构建包含各种资源的虚拟电厂模型；对区域内用户的平衡功率需求进行预测，得到需求预测值；根据资源特性、需求预测值、地理区域和市场信息将资源分为快速调节类资源和优化调节类资源；建立参与所述快速调节类资源的虚拟储能模型、评价体系及快速调用模型；建立参与优化调节类资源的优化调用模型；根据需求类型，采用所述优化调用模型求解的方式或调用所述快速调用模型的方式形成调控策略；采用所述调控策略对所述虚拟电厂调节能力进行分配。本发明专利技术可以实现对于调节需求的快速响应。对于调节需求的快速响应。对于调节需求的快速响应。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟电厂调节能力快速分配方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及虚拟电厂
，特别是涉及一种虚拟电厂调节能力快速分配方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]虚拟电厂通过先进的数字化技术、控制技术、物联网技术与信息通信技术，将分布式电源、储能与可调负荷等分布式资源进行聚合管理与优化控制，挖掘分布式资源的调节潜力，为电网运行提供可调节能力，具有较好的应用前景。
[0003]在虚拟电厂参与调节过程中，往往需要实现快速响应，已有的资源优化配置方法一般通过人工智能算法对目标函数和约束条件进行优化求解，可以形成某种预期目标下的优化方案，但对求解时间较长，灵活性仍有待进一步提升。例如，现有公开专利文献CN115034513A，其公开了一种面向负荷虚拟电厂的光伏及储能优化配置方法，该方法虽然有效解决了聚类整合方法节点不够集中，以及不同天气场景下光伏出力曲线差别对容量配置及运行的影响，但是该方法的优化响应时间较长，不能满足快速调节的需要。同时，目前的平衡更多是大范围的电量平衡，实时功率平衡能力和局部区域平衡需求紧张的情况有待进一步改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种虚拟电厂调节能力快速分配方法、装置、设备及介质，解决虚拟电厂调节能力快速分配，为区域内平衡能力需求方提供快速平衡能力的问题，实现区域内的功率平衡。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种虚拟电厂调节能力快速分配方法，包括以下步骤：构建包含各种资源的虚拟电厂模型，确定虚拟电厂可调能力；对区域内用户的平衡功率需求进行预测，得到需求预测值；根据资源特性、需求预测值、地理区域和市场信息将资源分为快速调节类资源和优化调节类资源；结合所述虚拟电厂可调能力建立参与所述快速调节类资源的虚拟储能模型、评价体系及快速调用模型；结合所述虚拟电厂可调能力建立参与优化调节类资源的优化调用模型；根据需求类型，采用所述优化调用模型求解的方式或调用所述快速调用模型的方式形成调控策略；采用所述调控策略对所述虚拟电厂调节能力进行分配。
[0006]所述虚拟电厂模型包括虚拟电厂可调节资源的特性及可调能力模型和自身可再生资源所需的平衡功率预测模型；所述虚拟电厂可调节资源的特性及可调能力模型为：
，其中，UA表示上调能力，DA表示下调能力，P为预计运行功率，P
min
为最小运行功率，P
max
为最大运行功率，P0为调节目标功率，α为调节速率，
△
T为调节时间；所述自身可再生资源所需的平衡功率预测模型为：，其中，
△
表示自身可再生资源所需的平衡能力，
△
n
为第n区域自身可再生资源所需的平衡能力，P
cn
为第n区域自身可再生资源预测输出功率，δ
n
为第n区域预计偏差率，N为区域的总数。
[0007]所述快速调节类资源包括快速就地平衡资源和快速对外调节资源；所述优化调节类资源包括优化就地平衡资源和优化对外调节资源。
[0008]所述虚拟储能模型是根据资源的资源特性、资源位置以及经济性水平将资源打包为若干资源包，并基于若干资源包的可调节能力构建而成，其中，资源包整体可调节能力的上限虚拟成储能最大容量、资源包的调节速率虚拟成储能充放电功率；所述评价体系包括经济性指标，调节性能指标和环保指标；所述快速调用模型是指，在调用同一类资源时，在x轴上将以固定大小的方框表示所述虚拟储能模型，并按照所述评价体系对各个资源包进行排序，以固定的间隔排列各个资源包，将y轴表示可调节容量，形成调用曲线，在调节时将总调节量需求按照预设比例快速分配给各资源包。
[0009]所述经济性指标包括调节成本和收益水平；所述调节性能指标包括可调容量、调节质量、调节速度、响应速度、达标率和履约率；所述环保指标包括碳排放水平。
[0010]所述调用曲线为：，其中，y
t
表示第t时间段的可调节容量，x
t
表示第t时间段的资源包的横坐标，k
t
为资源调用系数，
△
b
i,t
表示第t时间段第i次各资源包调节量，x
1,t
表示可调节容量最大的资源包的横坐标，M
i,t
表示第t时间段第i次总调节量需求，M表示资源包的数量。
[0011]所述优化调用模型以净利润最大化为目标函数，表示为：，其中，C0表示净利润，C
F
表示参加辅助服务收益，C
D
表示参加电能量市场收益，C
N
表示能源成本，C
W
表示运营维护成本，C
Z
表示储能成本，C
H
表示环境成本；所述优化调用模型的约束条件包括设备功率约束、功率平衡约束和
设备调节速率约束；所述设备功率约束为：，P
h
表示设备h的功率，P
hmin
表示设备h运行的最小功率，P
hmax
表示设备h运行的最大功率，P
j,t
表示虚拟电厂在第t时间段参与辅助服务的功率，P
d,t
表示虚拟电厂在第t时间段参与电能量交易的功率，P
tmin
表示虚拟电厂在第t时间段的最小调节功率，P
tmax
表示虚拟电厂在第t时间段的最大调节功率；所述功率平衡约束为：，P
h,t
表示t时刻设备h出力或用电功率，P
g,t
表示t时刻与电网交互功率，H表示设备的数量；所述设备调节速率约束为：，其中，φ
h
表示设备h的调节速率，φ
h,min
表示设备h的最小调节速率，φ
h,max
表示设备h的最大调节速率。
[0012]所述参加辅助服务收益C
F
表示为：，其中，J表示参加辅助服务的类型总数，R
j
,
t
表示第t时间段参加第j种辅助服务的平均价格，L
j,t
表示第t时间段参加第j种辅助服务的调节量；所述参加电能量市场收益C
D
表示为：，其中，R
tG
表示为第t时间段的购电价格，P
tG
表示第t时间段向电网购电的平均功率，
△
T
t
表示第t时间段的时间，R
tS
表示为第t时间段的售电价格，P
tS
表示第t时间段向电网售电的平均功率；所述能源成本C
N
表示为：，其中，K表示购买能源的类型总数，R
k,t
表示第t时间段购买第k种能源的平均价格，L
k,t
表示第t时间段购买第k种能源的总量；所述运营维护成本C
W
表示为：，其中，H表示设备总数，R
h,t
表示第t时间段设备h的运行维护费用，L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，包括以下步骤：构建包含各种资源的虚拟电厂模型，确定虚拟电厂可调能力；对区域内用户的平衡功率需求进行预测，得到需求预测值；根据资源特性、需求预测值、地理区域和市场信息将资源分为快速调节类资源和优化调节类资源；结合所述虚拟电厂可调能力建立参与所述快速调节类资源的虚拟储能模型、评价体系及快速调用模型；所述虚拟储能模型是根据资源的资源特性、资源位置以及经济性水平将资源打包为若干资源包，并基于若干资源包的可调节能力构建而成，其中，资源包整体可调节能力的上限虚拟成储能最大容量、资源包的调节速率虚拟成储能充放电功率；所述评价体系包括经济性指标，调节性能指标和环保指标；所述快速调用模型是指，在调用同一类资源时，在x轴上将以固定大小的方框表示所述虚拟储能模型，并按照所述评价体系对各个资源包进行排序，以固定的间隔排列各资源包，将y轴表示可调节容量，形成调用曲线，在调节时将总调节量需求按照预设比例快速分配给各资源包；结合所述虚拟电厂可调能力建立参与优化调节类资源的优化调用模型；根据需求类型，采用所述优化调用模型求解的方式或调用所述快速调用模型的方式形成调控策略；采用所述调控策略对所述虚拟电厂调节能力进行分配。2.根据权利要求1所述的虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，所述虚拟电厂模型包括虚拟电厂可调节资源的特性及可调能力模型和自身可再生资源所需的平衡功率预测模型；所述虚拟电厂可调节资源的特性及可调能力模型为：，其中，UA表示上调能力，DA表示下调能力，P为预计运行功率，P
min
为最小运行功率，P
max
为最大运行功率，P0为调节目标功率，α为调节速率，
△
T为调节时间；所述自身可再生资源所需的平衡功率预测模型为：，其中，
△
表示自身可再生资源所需的平衡能力，
△
n
为第n区域自身可再生资源所需的平衡能力，P
cn
为第n区域自身可再生资源预测输出功率，δ
n
为第n区域预计偏差率，N为区域的总数。3.根据权利要求1所述的虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，所述快速调节类资源包括快速就地平衡资源和快速对外调节资源；所述优化调节类资源包括优化就地平衡资源和优化对外调节资源。4.根据权利要求1所述的虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，所述经济性指标包括调节成本和收益水平；所述调节性能指标包括可调容量、调节质量、调节速度、响应速度、达标率和履约率；所述环保指标包括碳排放水平。
5.根据权利要求1所述的虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，所述调用曲线为：，其中，y
t
表示第t时间段的可调节容量，x
t
表示第t时间段的资源包的横坐标，k
t
为资源调用系数，
△
b
i,t
表示第t时间段第i次各资源包调节量，x
1,t
表示可调节容量最大的资源包的横坐标，M
i,t
表示第t时间段第i次总调节量需求，M表示资源包的数量。6.根据权利要求1所述的虚拟电厂调节能力快速分配方法，其特征在于，所述优化调用模型以净利润最大化为目标函数，表示为：，其中，C0表示净利润，C
F
表示参加辅助服务收益，C
D
表示参加电能量市场收益，C
N
表示能源成本，C
W
表示运营维护成本，C
Z
表示储能成本，C
H
表示环境成本；所述优化调用模型的约束条件包括设备功率约束、功率平衡约束和设备调节速率约束；所述设备功率约束为：，P
h
表示设备h的功率，P
hmin
表示设备h运行的最小功率，P
hmax
表示设备h运行的最大功率，P
j,t
表示虚拟电厂在第t时间段参与辅助服务的功率，P
d,t
表示虚拟电厂在第t时间段参与电能量交易的功率，P
tmin
表示虚拟电厂在第t时间段的最小调节功率，P
tmax
表示虚拟电厂在第t时间段的最大调节功率；所述功率平衡约束为：，P
h,t
表示t时刻设备h出力或用电功率，P
g,t
表示t时刻与电网交互功率，H表示设备的数量；所述设备调节速率约束为：，其中，φ
h
表示设备h的调节速率，φ
h,min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海涛，吕广宪，裴志伟，许崇鑫，左娟，季宇，王文博，寇凌峰，马胜奎，张颖，
申请(专利权)人：国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：