一种虚拟电厂优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电力系统技术领域，公开一种虚拟电厂优化控制方法及系统，该方法包括：确定综合评价指标体系；根据所述综合评价指标体系，构建双尺度距离，所述双尺度距离包括欧氏距离和指标距离；根据双尺度距离和预先确定的轮廓线系数，通过

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟电厂优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种虚拟电厂优化控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]当前，能源安全和低碳可持续发展受到世界各国广泛关注，新能源出力的比例不断提升，分布式源荷迎来了新的发展机遇
。
这里的分布式源荷包含分布式光伏
、
分布式风电
、
常规发电机组
、
分布式储能
、
柔性负荷等资源
。
然而，分布式源荷容量小
、
出力间歇等特点给电网的运行控制带来了巨大的挑战，海量
、
异质
、
分散
、
泛在的特性让单一资源应用于电力系统出现了诸多问题
。
一方面，分布式光伏
、
分布式风电等可再生新能源由于其固有的波动性和有限的可控性，给电网的运行带来了大量的不确定性；另一方面，分布式源荷替代可控性好的传统发电机组，如核
、
气
、
抽水蓄能电站等，降低了电力系统的转动惯量，减少了高可靠性调节电源的供应
。
[0003]为克服这一问题，虚拟电厂的概念被提出
。
相比于微网
、
主动配电网等形式，虚拟电厂能够更加有效地解决不同类型分布式源荷在地理位置
、
运行特性
、
响应速度等方面的差异产生的调度控制困难问题
。
其利用先进的通信和计算技术对分布式源荷进行聚合和控制，降低随机性和波动性的影响，积极参与电网的优化调度，为电力系统提供优质灵活的调节资源
。
因此，以分布式源荷分类聚合为基础，利用虚拟电厂对分布式源荷进行统一调度控制是解决上述问题的关键点
。
[0004]然而，现有分类聚合大都仅根据分布式源荷的地理信息或资源特性进行聚类探讨，缺少综合指标聚合研究；与此同时，尽管分布式源荷聚合后能够以聚合商的形式参与电力市场，但是由于每个聚合商都由多个利益个体组成，因此并没有给出如何基于满足电力市场调度需求
、
分布式源荷出力约束条件下实现聚合商成本最小化，最终实现更经济的虚拟电厂调度控制
。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种虚拟电厂优化控制方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题
。
[0006]为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括
。
该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键
/
重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围
。
其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言
。
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种虚拟电厂优化控制方法
。
[0008]在一个实施例中，所述虚拟电厂优化控制方法，包括：
[0009]获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系；
[0010]根据所述综合评价指标体系，构建双尺度距离，所述双尺度距离包括欧氏距离和指标距离；
[0011]根据双尺度距离和预先确定的轮廓线系数，通过
k
‑
means++
聚合算法对分布式源荷进行聚合，得到资源聚合商；
[0012]基于资源聚合商，构建分布式源荷的上
/
下层优化调度模型；上层优化调度模型对资源聚合商分配，得到各资源聚合商的最优分配量；下层优化调度模型根据所述最优分配量进行分布式源荷调度控制
。
[0013]在一个实施例中，获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系包括：对虚拟电厂的工作区域，根据地理位置进行区域划分，得到最小聚合样本点；获取最小聚合样本点中分布式源荷运行的工作数据；并根据发电特性
、
负荷特性和灵活特性确定评价指标；所述评价指标包括：每小时平均发电量
、
发电资源占比
、
每小时平均负荷响应量
、
负荷响应资源占比
、
电源灵活性
、
储能灵活性和负荷灵活性；利用
G1
法和熵值法对所述评价指标进行赋值，得到综合指标评价体系
。
[0014]在一个实施例中，基于所述双尺度距离和轮廓线系数，通过
k
‑
means++
聚合算法对分布式源荷进行聚合，得到资源聚合商包括：根据最小聚合样本点的轮廓线系数，确定最小聚合样本点的最优聚合个数；并根据所述双尺度距离，确定初始聚合中心；根据所述最优聚合个数和所述初始聚合中心，利用
k
‑
means++
聚合算法对最小聚合样本点中的分布式源荷进行聚类分析，得到资源聚合商
。
[0015]在一个实施例中，基于资源聚合商，构建分布式源荷的上
/
下层优化调度模型包括：以资源聚合商发电成本最低为目标函数，以资源聚合商出力和虚拟电厂供需平衡为约束条件，构建上层优化调度模型；以资源聚合商发电成本最低为目标函数，以分布式源荷出力和资源聚合商供需平衡为约束条件，构建下层优化调度模型
。
[0016]在一个实施例中，在上层优化调度模型中，资源聚合商出力约束包括：同一时刻的资源聚合商出力小于或等于资源聚合商内各分布式源荷最大出力值加和，大于或等于资源聚合商内各分布式源荷最小出力值加和；虚拟电厂的供需平衡约束包括：各资源聚合商出力之和大于或等于虚拟电厂内负荷和电网需求功率的加和
。
[0017]在一个实施例中，在下层优化调度模型中，所述分布式源荷出力包括：分布式光伏出力
、
分布式风电出力
、
发电机组出力
、
分布式储能出力和柔性负荷出力；资源聚合商供需平衡包括：资源聚合商内的分布式源荷的出力加和大于或等于负荷和资源聚合商的分配功率加和
。
[0018]在一个实施例中，所述资源聚合商发电成本包括：每个资源聚合商内各分布式源荷额定工作容量与各分布式源荷发电成本的乘积之和与资源聚合商内各分布式源荷额定工作容量之和的比值为第一变量，资源聚合商内各分布式源荷的数量加和与
1000
的比值为第二变量，第一变量与第一变量和第二变量的乘积之和为各资源聚合商的发电成本
。
[0019]根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种虚拟电厂优化控制系统
。
[0020]在一个实施例中，所述虚拟电厂优化控制系统，包括：
[0021]指标评价模块，用于获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系；
[0022]距离构建模块，用于根据所述综合评价指标体系，构建双尺度距离，所述双尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，包括：获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系；根据所述综合评价指标体系，构建双尺度距离，所述双尺度距离包括欧氏距离和指标距离；根据双尺度距离和预先确定的轮廓线系数，通过
k
‑
means++
聚合算法对分布式源荷进行聚合，得到资源聚合商；基于资源聚合商，构建分布式源荷的上
/
下层优化调度模型；上层优化调度模型对资源聚合商分配，得到各资源聚合商的最优分配量；下层优化调度模型根据所述最优分配量进行分布式源荷调度控制
。2.
根据权利要求1所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系包括：对虚拟电厂的工作区域，根据地理位置进行区域划分，得到最小聚合样本点；获取最小聚合样本点中分布式源荷运行的工作数据；并根据发电特性
、
负荷特性和灵活特性确定评价指标；所述评价指标包括：每小时平均发电量
、
发电资源占比
、
每小时平均负荷响应量
、
负荷响应资源占比
、
电源灵活性
、
储能灵活性和负荷灵活性；利用
G1
法和熵值法对所述评价指标进行赋值，得到综合指标评价体系
。3.
根据权利要求1所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，基于所述双尺度距离和轮廓线系数，通过
k
‑
means++
聚合算法对分布式源荷进行聚合，得到资源聚合商包括：根据最小聚合样本点的轮廓线系数，确定最小聚合样本点的最优聚合个数；并根据所述双尺度距离，确定初始聚合中心；根据所述最优聚合个数和所述初始聚合中心，利用
k
‑
means++
聚合算法对最小聚合样本点中的分布式源荷进行聚类分析，得到资源聚合商
。4.
根据权利要求1所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，基于资源聚合商，构建分布式源荷的上
/
下层优化调度模型包括：以资源聚合商发电成本最低为目标函数，以资源聚合商出力和虚拟电厂供需平衡为约束条件，构建上层优化调度模型；以资源聚合商发电成本最低为目标函数，以分布式源荷出力和资源聚合商供需平衡为约束条件，构建下层优化调度模型
。5.
根据权利要求4所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，在上层优化调度模型中，资源聚合商出力约束包括：同一时刻的资源聚合商出力小于或等于资源聚合商内各分布式源荷最大出力值加和，大于或等于资源聚合商内各分布式源荷最小出力值加和；虚拟电厂的供需平衡约束包括：各资源聚合商出力之和大于或等于虚拟电厂内负荷和电网需求功率的加和
。6.
根据权利要求4所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，在下层优化调度模型中，所述分布式源荷出力包括：分布式光伏出力
、
分布式风电出力
、
发电机组出力
、
分布式储能出力和柔性负荷出力；资源聚合商供需平衡包括：资源聚合商内的分布式源荷的出力加和大于或等于负荷和资源聚合商的分配功率加和
。7.
根据权利要求4所述的虚拟电厂优化控制方法，其特征在于，所述资源聚合商发电成
本包括：每个资源聚合商内各分布式源荷额定工作容量与各分布式源荷发电成本的乘积之和与资源聚合商内各分布式源荷额定工作容量之和的比值为第一变量，资源聚合商内各分布式源荷的数量加和与
1000
的比值为第二变量，第一变量与第一变量和第二变量的乘积之和为各资源聚合商的发电成本
。8.
一种虚拟电厂优化控制系统，其特征在于，包括：指标评价模块，用于获取虚拟电厂的各个分布式源荷的工作特性，并根据所述工作特性，确定综合评价指标体系；距离构建模块，用于根据所述综合评价指标体系，构建双尺度距离，所述双尺度距离包括欧氏距离和指标距离；资源聚合模块，用于根据双尺度距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，刘文彬，李立生，黄敏，于海东，王峰，孙勇，张世栋，张林利，李勇，李笋，李文博，刘合金，苏国强，李帅，张鹏平，由新红，文祥宇，孙崇高，胡伟才，刘鹏达，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：