【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，属于灵活资源聚合。
技术介绍
1、风电光伏等间歇性可再生能源的高比例渗透增加了对电网调节能力的需求，在这一背景下，电网不能再仅依靠传统机组的调节作用，发挥需求侧灵活资源的调节能力势在必行。一些典型的需求侧灵活资源包括分布式发电，电动汽车，分布式储能，热控负荷等。需求侧灵活资源参与电网调控，可以保障电网的安全稳定运行，促进新能源消纳，以及减少用户用电成本。由于在电网调度时考虑所有需求侧资源的参数过于复杂，并且不利于保护电力用户的隐私，所以需求侧灵活资源需要聚合后参与电网调控。在这种模式下，灵活资源聚合商向电网提交总功率的可行域，电网运营商出清或调度计算完成后，每个聚合商的总功率确定，聚合商再将功率分配至每个资源执行。因此，需要构建可靠的资源聚合可调能力模型，以确保调度后的功率曲线能够分配到每个资源上。
2、现行的辅助服务市场规则中，对聚合可行域的考虑比较简单。例如pjm电力线市场是仅考虑功率的上下调整边界。华北市场对储能、v2g充电桩考虑功率和能量容量，对普通充电桩、电采暖等可控负荷仅考虑功率调节容量。这些方法描述的可行域一般都与实际的聚合可行域差距较大。已有的文献中对计算灵活资源的聚合可行域已经达成了共识，即这是一个求高维空间多面体的闵可夫斯基和的问题。最新的研究严格推导出了该精确聚合可行域的数学表达式，该表达式中约束的数量与划分的时间段数指数相关，难以直接应用于实际。已有一些研究聚焦于构建聚合可调能力的内部近似模型，但这些内部近似模型都是在未知精确模型表达式的情况
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，利用了精确聚合模型的性质，提升了近似的精度和计算效率，解决了
技术介绍
中存在的问题。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，包含如下步骤：
4、①构建灵活资源的单体可行域模型；
5、②设定聚合可调能力内部近似模型的形状模板；
6、③计算模板中的参数。
7、所述步骤①中灵活资源的单体可行域模型具体包括：
8、首先，将时间离散化，按δt的时间间隔将优化所考虑的时间窗划分为共t个时间段，记所有时间段的集合为[t]＝{1,2,...,t}；
9、其次，计算各个灵活资源的功率和能量边界信息，灵活资源n在第t时段的功率下界、功率上界、能量下界、能量上界分别为pn,t,en,t,对不同类型的灵活资源，上述边界的计算方法不同，具体如下：
10、对电动汽车，输入单个电动汽车的到达时间，离开时间，起始电量，预期电量，电池最大容量，充电桩的额定充放电功率；则功率边界表示电动汽车在各个时段允许充电的功率范围，在不考虑车向电网放电的情形，如果充电桩上有车接入，则在该时段的功率范围就是0到额定功率，若无车接入，则功率只能为0，考虑车向电网放电时，则功率下界在电动汽车接入时为负的额定放电功率，其余时间为0；能量边界表示电动汽车可能的充电计划情况，其基本原则是，充电过程要在离开前达到预期电量，而又不能超过电池容量；
11、对储能设备，输入电池容量，起始电量，额定充电功率，额定放电功率；则功率上下界分别为额定充电功率和额定放电功率，能量上界对应储能设备在初始时刻开始以额定充电功率充电至满，然后维持不变，直到最后时刻放电恢复至初始电量的能量轨迹；能量下界对应储能设备在初始时刻开始以额定放电功率放电至电量为空，然后维持不变，直到最后时刻充电恢复至初始电量的能量轨迹；
12、对热控负荷，输入额定制热或制冷功率，容许温度范围，环境温度预测曲线，初始内部温度；则功率上下界分别为额定制热或制冷功率；制冷情形下，能量上界是维持温度为最低容许温度的耗能轨迹，能量下界是维持温度为最高容许温度的耗能轨迹；制热情形的能量上下界与制冷情形下的定义相反。
13、所述步骤②中设定聚合可调能力内部近似模型的形状模板即为预先指定近似模型的形状；将内部近似模型紧凑地表示为：
14、aapxp≤bapx
15、其中，p表示由组成的t维列向量，aapx是系数矩阵，bapx是右端向量，则所谓制定形状模板是指预先设定aapx的值。
16、所述形状模板包含以下两种：
17、1)功率能量边界模板：
18、
19、
20、其中，分别是聚合功率下界与上界以及聚合能量上界与下界，这些参数待定，根据上述模型中前的系数可以直接将该模型写成矩阵形式，即可得到aapx；该模板约束了聚合功率和聚合积累消耗能量边界，是直接仿照单体资源的功率能量边界模型设计的，是一种基于直觉的模板，具有4t个约束；
21、2)能量变化边界模板
22、
23、其中和分别表示时段t1到时段t2聚合能量变化量的下界与上界，为待定参数；根据上述模型中聚合功率变量前的系数将该模型写成矩阵形式，即可得到aapx；该模板约束了资源聚合商在任意两个时段之间的能量变化量，具有t(t+1)个约束。
24、所述步骤③中参数计算方法是指计算步骤②中定义的模板中的待定参数，计算过程中会利用到精确聚合模型的性质；具体包括：
25、1)初始化参数：
26、近似模型aapxp≤bapx中参数向量bapx的每个分量通过求解一下优化问题进行初始化：
27、
28、
29、
30、
31、其中，表示bapx的第i个分量的初始值，aapx,i表示aapx的第i行；根据上述初始化方法，每一个都是aapx,ip在满足所有单体可调能力约束下的最大值，则根据初始化参数模确定的近似模型是精确模型的一个外部近似，因为aapxp每一行的最大值可能不能同时达到；
32、2)迭代修正近似模型中的参数：
33、在设计迭代算法之前，需要先分析精确聚合模型的性质；经推导得出灵活资源可调能力的精确聚合模型为：
34、
35、其中，(·)′表示向量转置，b＝{0,1}，则bt表示所有分量均为0或1的t维列向量的集合，和为常数；
36、将精确聚合模型中的点记为p0，将近似模型中的点记为p1；精确聚合模型所确定的p0的范围也可以表示为：
37、
38、再将上述集合中的等式约束和不等式的约束分别紧凑地写为cx-p0＝0和dx≤f，其中，x是将所有灵活资源的功率变量排列成的列向量，c和d是根据上述等式和不等式约束中前的系数生成的稀疏矩阵，f是上述不等式约束中的边界参数组成的向量。
39、所有需求侧灵活资源的单体可调能力可以统一描述为：
40、
41、
42、其中，pn,t是决策变量，表示灵活资源n在t时段的功率；n表示所有灵活资源的集合，记灵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤①中灵活资源的单体可行域模型具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤②中设定聚合可调能力内部近似模型的形状模板即为预先指定近似模型的形状；将内部近似模型紧凑地表示为：
4.根据权利要求3所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述形状模板包含以下两种：
5.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤③中参数计算方法是指计算步骤②中定义的模板中的待定参数，计算过程中会利用到精确聚合模型的性质；具体包括：
6.根据权利要求2所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所有需求侧灵活资源的单体可调能力可以统一描述为：
7.根据权利要求6所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所谓聚合可调能力模型即为聚合功率所需满足的约束，内部近似模型
8.根据权利要求5所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述迭代修正近似模型中参数的算法为：
...【技术特征摘要】
1.一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤①中灵活资源的单体可行域模型具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤②中设定聚合可调能力内部近似模型的形状模板即为预先指定近似模型的形状；将内部近似模型紧凑地表示为：
4.根据权利要求3所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述形状模板包含以下两种：
5.根据权利要求1所述的一种灵活资源聚合可调能力内部近似方法，其特征在于：所述步骤③中参数计算方法是...
【专利技术属性】
技术研发人员：田新成，文艺林，卢泽汉，胡泽春，侯鑫垚，杜鹏，王东蕊，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司唐山供电公司，
类型：发明
国别省市：
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