一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，方法包括：根据电网拓扑数据信息以及申报数据建立虚拟电厂参与电力辅助调峰的约束条件；以及构建虚拟电厂参与电力辅助调峰的优化目标；根据优化目标以及约束条件，求解在约束条件下配电市场的调整电力，进而得到出清结果。本发明专利技术对虚拟电厂参与电力辅助调峰市场满足可行性、安全性、效率性及可靠性的前提下对问题建立数学模型，通过对模型的分析，建立调峰服务费用最少为目标函数，并求解得到最优出清电量及电价，解决了虚拟电厂参与调峰辅助服务市场的出清问题。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法
本专利技术属于电力系统分析领域，尤其涉及一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法。
技术介绍
我国风电光伏等可再生能源近年来快速发展，亟需进行大规模并网，但新能源存在间歇性和波动性的特点，这无疑大大增加了电网的调峰压力。为了满足可再生能源的大规模并网及优先消纳，电网对深度调峰有巨大需求，在水电和燃气发电占比低的电网，已有的火电机组深度调峰不能完全满足需求。此外，火电机组低功率运行提供深度调峰辅助服务的成本很高。为缓解调峰压力，并降低调峰成本，应充分发掘需求侧资源参与调峰。虚拟电厂可以整合、调度需求侧的调峰资源，以类似于传统电厂的形式参与调峰市场。而虚拟电厂参与电力辅助调峰市场交易则需要根据市场规则提出一种虚拟电厂参与辅助调峰市场的出清方法。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法。技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，具体包括如下步骤：(1)根据电网拓扑数据信息以及申报数据建立虚拟电厂参与电力辅助调峰约束条件；(2)构建虚拟电厂参与电力辅助调峰费用的优化目标；(3)根据优化目标以及约束条件，求解在约束条件下配电市场的调整电力，进而得到出清结果。进一步地，步骤(1)包括：(1.1)根据电网拓扑数据信息建立节点潮流平衡约束条件；(1.2)根据虚拟电厂支路功率信息建立支路潮流限值约束条件；(1.3)根据虚拟电厂的出力信息建立出力限值约束条件；(1.4)根据虚拟电厂的出力信息建立出力爬坡约束条件；(1.5)根据调峰需求总量信息建立调峰需求平衡约束条件。进一步地，步骤(1.1)根据电网拓扑数据信息建立节点潮流平衡约束条件，具体方法如下：(1.11)根据电网拓扑数据信息，对每一个虚拟电厂设置该虚拟电厂在每一个档位的调整电力变量，并计算虚拟电厂g在节点i时段t的调整变力式中，k为档位编号，K为档位总数量；Δg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的调整电力变量；Δg,k,t为虚拟电厂g在节点i档位k时段t的调整电力变量；(1.12)对虚拟电厂的每一个节点建立节点潮流平衡约束条件式，具体为：Δ'g,i,t-Δg,i,t-fg,i,t＝0式中，Δ'g,i,t为电厂g'在节点i时段t的调整电力变量，Δg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的调整电力变量，fg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的流出功率。进一步地，步骤(1.2)根据虚拟电厂支路功率信息建立支路潮流限值约束条件，具体方法如下：(1.21)根据支路申报数据信息，获取每一个支路计划上限功率Fl,t,max和计划下限功率Fl,t,min；其中，Fl,t,max表示支路l在时段t的计划上限功率；F,l,t,min表示支路l在时段t的计划下限功率；(1.22)根据步骤(1.21)所述支路计划上限功率Fl,t,max，建立每一条支路在时段t的计划功率上限信息矩阵F(t)max，具体表示：F(t)max＝(Fl,t,max…FL,t,max),l∈[1,L]式中，l表示支路编号；L表示支路总数量；Fl,t,max为支路l时段t的计划上限功率；FL,t,max为支路L在时段t的计划上限功率；同样的，根据计划下限功率Fl,t,min，得到每一条支路在时段t的计划功率下限信息矩阵F(t)min，具体表示：F(t)min＝(Fl,t,min…FL,t,min),l∈[1,L]式中，Fl,t,min为支路l在时段t的计划下限功率；FL,t,min为支路L在时段t的计划下限功率；(1.23)设置支路在时段t的实际功率信息矩阵F(t)，得到支路潮流限值约束条件，具体为计划功率上限信息矩阵F(t)min中的元素均不小于实际功率信息矩阵F(t)中相同位置的元素，并且计划功率下限信息矩阵F(t)min中的元素均不大于实际功率信息矩阵F(t)中相同位置的元素；其中，支路在时段t的实际功率信息矩阵F(t)＝(Fl,t…FL,t),l∈[1,L]；式中，Fl,t为支路l在时段t的实际功率；FL,t为支路L在时段t的实际功率。进一步地，步骤(1.3)根据虚拟电厂的出力信息建立出力限值约束条件，具体方法如下：(1.31)通过虚拟电厂申报信息，得到每一个虚拟电厂的出力下限值P′g,t,min与出力上限值P′g,t,max；其中，P′g,t,min表示虚拟电厂g在时段t的出力下限值；P′g,t,max表示虚拟电厂g在时段t的出力上限值；(1.32)根据步骤(1.31)所述每一个虚拟电厂的出力下限值P′g,t,min，得到虚拟电厂在时段t的出力下限矩阵，具体表示：P'(t)min＝(P'g,t,min…P'G,t,min),g∈[1,G]；式中，g为虚拟电厂编号；G为虚拟电厂总编号；P'g,t,min为虚拟电厂g在时段t的出力下限值；P'G,t,min为虚拟电厂G在时段t的出力下限值；同样的，根据每一个虚拟电厂的出力上限功率P′g,t,max，得到虚拟电厂在时段t的出力上限矩阵，具体表示：P'(t)max＝(P'g,t,max...P'G,t,max),g∈[1,G]式中，P'g,t,max为虚拟电厂g在时段t的出力上限值；P'G,t,max为虚拟电厂G在时段t的出力上限值；(1.33)设置虚拟电厂在时段t的实际出力矩阵P'(t)，得到虚拟电厂出力限值约束条件，具体为出力下限矩阵P'(t)min中的元素均不小于实际出力矩阵P'(t)中相同位置的元素，并且出力上限矩阵P'(t)max中的元素均不大于实际出力矩阵P'(t)中相同位置的元素；其中，虚拟电厂在时段t的实际出力矩阵P'(t)＝(P'g,t...P'G,t),g∈[1,G]；式中，P'g,t为虚拟电厂g在时段t的实际出力值；P'G,t为虚拟电厂G在时段t的实际出力值。进一步地，步骤(1.4)根据虚拟电厂的出力信息建立出力爬坡约束条件，具体方法如下：(1.41)根据申报数据信息，得到虚拟电厂的下爬坡速率和上爬坡速率其中，表示虚拟电厂g在时段t的下爬坡速率；表示虚拟电厂g在时段t的上爬坡速率；(1.42)根据虚拟电厂的上爬坡速率建立虚拟电厂在时段t的下爬坡矩阵Rd(t)，具体为：其中，表示虚拟电厂g在时段t的下爬坡速率；表示虚拟电厂G在时段t的下爬坡速率；同样的，根据虚拟电厂的上爬坡速率建立虚拟电厂在时段t的上爬坡矩阵Ru(t)，具体为：其中，表示虚拟电厂g在时段t的上爬坡速率；表示虚拟电厂G在时段t的上爬坡速率；(1.43)设置虚拟电厂在时段t+1的实际出力矩阵P'(t+1)，根据步骤(1.33)所述虚拟电厂在时段t的实际出力矩阵P'(t)，可以得到虚拟电厂的出力爬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n根据电网拓扑数据信息以及申报数据建立虚拟电厂参与电力辅助调峰约束条件；以及构建虚拟电厂参与电力辅助调峰费用的优化目标；/n根据优化目标以及约束条件，求解在约束条件下配电市场的调整电力，得到出清结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
根据电网拓扑数据信息以及申报数据建立虚拟电厂参与电力辅助调峰约束条件；以及构建虚拟电厂参与电力辅助调峰费用的优化目标；
根据优化目标以及约束条件，求解在约束条件下配电市场的调整电力，得到出清结果。


2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，根据电网拓扑数据信息以及申报数据建立虚拟电厂参与电力辅助调峰约束条件，具体包括：
(1.1)根据电网拓扑数据信息建立节点潮流平衡约束条件；
(1.2)根据虚拟电厂支路功率信息建立支路潮流限值约束条件；
(1.3)根据虚拟电厂的出力信息建立出力限值约束条件；
(1.4)根据虚拟电厂的出力信息建立出力爬坡约束条件；
(1.5)根据调峰需求总量信息建立调峰需求平衡约束条件。


3.根据权利要求2所述的一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，步骤(1.1)根据电网拓扑数据信息建立节点潮流平衡约束条件，具体方法如下：
(1.11)根据电网拓扑数据信息，对每一个虚拟电厂设置该虚拟电厂在每一个档位的调整电力变量，并计算虚拟电厂g在节点i时段t的调整变力
式中，k为档位编号；K为档位总数量；Δg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的调整电力变量；Δg,k,t为虚拟电厂g在节点i档位k时段t的调整电力变量；
(1.12)对虚拟电厂的每一个节点建立节点潮流平衡约束条件式，具体为：
Δ'g,i,t-Δg,i,t-fg,i,t＝0
式中，Δ'g,i,t为电厂g'在节点i时段t的调整电力变量，Δg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的调整电力变量，fg,i,t为虚拟电厂g在节点i时段t的流出功率。


4.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，步骤(1.2)根据虚拟电厂支路功率信息建立支路潮流限值约束条件，具体方法如下：
(1.21)根据支路申报数据信息，获取每一个支路计划上限功率Fl,t,max和计划下限功率Fl,t,min；其中，Fl,t,max表示支路l在时段t的计划上限功率；F,l,t,min表示支路l在时段t的计划下限功率；
(1.22)根据步骤(1.21)所述支路计划上限功率Fl,t,max，建立每一条支路在时段t的计划功率上限信息矩阵F(t)max，具体表示：
F(t)max＝(Fl,t,max…FL,t,max),l∈[1,L]
式中，l表示支路编号；L表示支路总数量；Fl,t,max为支路l时段t的计划上限功率；FL,t,max为支路L在时段t的计划上限功率；
同样的，根据计划下限功率Fl,t,min，得到每一条支路在时段t的计划功率下限信息矩阵F(t)min，具体表示：
F(t)min＝(Fl,t,min…FL,t,min),l∈[1,L]
式中，Fl,t,min为支路l在时段t的计划下限功率；FL,t,min为支路L在时段t的计划下限功率；
(1.23)设置支路在时段t的实际功率信息矩阵F(t)，得到支路潮流限值约束条件，具体为计划功率上限信息矩阵F(t)min中的元素均不小于实际功率信息矩阵F(t)中相同位置的元素，并且计划功率下限信息矩阵F(t)min中的元素均不大于实际功率信息矩阵F(t)中相同位置的元素；
其中，支路在时段t的实际功率信息矩阵F(t)＝(Fl,t…FL,t),l∈[1,L]；式中，Fl,t为支路l在时段t的实际功率；FL,t为支路L在时段t的实际功率。


5.根据权利要求4所述的一种虚拟电厂参与电力调峰辅助服务市场的出清方法，其特征在于，步骤(1.3)根据虚拟电厂的出力信息建立出力限值约束条件，具体方法如下：
(1.31)通过虚拟电厂申报信息，得到每一个虚拟电厂的出力下限值P′g,t,min与出力上限值P′g,t,max；其中，P′g,t,min表示虚拟电厂g在时段t的出力下限值；P′g,t,max表示虚拟电厂g在时段t的出力上限值；
(1.32)根据步骤(1.31)所述每一个虚拟电厂的出力下限值P′g,t,min，得到虚拟电厂在时段t的出力下限矩阵，具体表示：
P'(t)min＝(P'g,t,min…P'G,t,min),g∈[1,G]；
式中，g为虚拟电厂编号；G为虚拟电厂总编号；P'g,t,min为虚拟电厂g在时段t的出力下限值；P'G,t,min为虚拟电厂G在时段t的出力下限值；
同样的，根据每一个虚拟电厂的出力上限功率P′g,t,max，得到虚拟电厂在时段t的出力上限矩阵，具体表示：
P'(t)max＝(P'g,t,max...P'G,t,max),g∈[1,G]
式中，P'g,t,max为虚拟电厂g在时段t的出力上限值；P'G,t,max为虚拟电厂G在时段t的出力上限值；
(1.33)设置虚拟电厂在时段t的实际出力矩阵P'(t)，得到虚拟电厂出力限值约束条件，具体为出力下限矩阵P'(t)min中的元素均不小于实际出力矩阵P'(t)中相同位置的元素，并且出力上限矩阵P'(t)max中的元素均不大于实际出力矩阵P'(t)中相同位置的元素；
其中，虚拟电厂在时段t的实际出力矩阵P'(t)＝(P'g,t...P'G,t),g∈[1,G]；式中，P'g,t为虚拟电厂g在时段t...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶洪波，凌晓波，蔡晟琦，张叶青，秦杰，曹琦琳，呼鑫，包铁，何蕾，肖望，刘闯，马桂尧，邢健，刘杨，毛锐，文旭，袁启海，顾中，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，国网电力科学研究院有限公司，北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31