一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法技术

本发明专利技术公开一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，属于电力系统运行技术领域；运行方法包括：先对末端可调资源进行调节潜力分析；然后再基于配网区域内末端可调资源构建配网虚拟电厂集控中心；由配网虚拟电厂集控中心向上对接主网调度中心并接收调度指令，对下接收末端可调资源的运行信息并下发控制指令；之后主网调度中心依据虚拟电厂的可调潜力和常规机组发电能力进行机组出力组合，确定虚拟电厂的出力并对其下发调度指令；以较快的求解速度优化调用配网区域内的可调资源，针对性解决配网运行问题，实现基于分区自治的多区域虚拟电厂协调运行。多区域虚拟电厂协调运行。多区域虚拟电厂协调运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法


[0001]本专利技术属于电力系统运行
，具体涉及一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济发展电力负荷特性恶化，负荷峰谷差增大、部分热点区域负荷密度过高易造成线路过载，使得电力设备投资加大；同时分布式光伏的发展，使得电网电源结构改变，配电网运行方式随之发生变化，部分节点易出现电压问题。
[0003]随着虚拟电厂(VPP)技术的发展，用户侧可调资源可通过聚合构建虚拟电厂参与配电网运行，然而虚拟电厂资源为末端资源，如采用传统集中式求解方法将会带来通信负担重、求解速度慢等问题。为此，如何针对实际供电分区不同的配网运行问题调用虚拟电厂实现分区自治并进行快速求解尚未得到很好的解决

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，以较快的求解速度优化调用配网区域内的可调资源，针对性解决配网运行问题，实现基于分区自治的多区域虚拟电厂协调运行。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，所述虚拟电厂的系统运行架构包括：末端可调资源、配网虚拟电厂集控中心和主网调度中心；运行方法包括以下步骤：
[0007]S1，对末端可调资源进行调节潜力分析；
[0008]S2，基于配网区域内末端可调资源构建配网虚拟电厂集控中心；由配网虚拟电厂集控中心向上对接主网调度中心并接收调度指令，对下接收末端可调资源的运行信息并下发控制指令；
[0009]S3，主网调度中心依据虚拟电厂的可调潜力和常规机组发电能力进行机组出力组合，确定虚拟电厂的出力并对其下发调度指令。
[0010]进一步地，所述末端可调资源包括：空调负荷、电动公交充电站、电储能和分布式光伏。
[0011]进一步地，所述末端可调资源的调节潜力如下：
[0012]1)空调负荷：
[0013]P
tAC,DR
＝P
tAC,base
‑
P
tAC
[0014]式中，P
tAC
为空调的电功率；P
tAC,DR
为空调的调节潜力；P
tAC,base
为最佳舒适状态时的空调电功率；
[0015]2)电动公交车充电站：
[0016][0017]式中，P
tEV,DR
为充电站的调节潜力；为公交车的充电功率；为不参与虚拟电厂调节时的充电功率：
[0018]3)电储能：
[0019][0020]式中，P
tES,DR
为储能的调节潜力；和分别为储能的充电和放电功率；和分别为不参与虚拟电厂调节时的电储能的充电和放电功率；
[0021]4)分布式光伏：
[0022][0023]式中，为分布式光伏的可调潜力；P
pv,t
和Q
pv,t
分别为分布式光伏的有功和无功出力；和分别为分布式光伏不参与虚拟电厂调节时的有功和无功出力。
[0024]进一步地，配网区域虚拟电厂的出力为：
[0025][0026]式中，为配网区域虚拟电厂出力的视在功率，和分别为配网区域虚拟电厂出力的有功功率和无功功率。
[0027]进一步地，所述配网虚拟电厂集控中心其运行的目标函数包括为：
[0028]minF
j
＝μ1F
vpp,j
+μ2F
p
‑
v,j
+μ3F
pf,j
+μ4F
V,j
[0029]μ1+μ2+μ3+μ4＝1
[0030]系统运行成本最小、负荷波动方差最小、潮流不均衡度最小和电压偏差最小四种目标函数分别为：
[0031][0032][0033][0034][0035]上述各式中，F
vpp,j
为系统运行成本，F
p
‑
v,j
为负荷波动方差，F
pf,j
为潮流不均衡度，F
V,j
为电压偏差，μ1～μ4分别为四种目标函数对应的权重系数；为配网从主网接收的功率，γ
t
为调用虚拟电厂的单位成本，为配网区域负荷，η
t
为配网售电价格；为潮流不均衡度，和H
j,t
分别为虚拟电厂参与调度前后配网区域的潮流熵，为潮流熵最大值；Θ
j
为配网区域的节点集合，k为配网区域内的节点编号，U
j,k,t
为节点电压，U
j,ref
为配网区域
参考电压。
[0036]进一步地，所述配网虚拟电厂集控中心其运行的约束条件为：
[0037]1)功率平衡约束：
[0038][0039][0040]式中，为不参与虚拟电厂调节时配网区域的电负荷；
[0041]2)主配网间传输功率约束：
[0042][0043]3)虚拟电厂出力约束：
[0044][0045]式中，和分别为虚拟电厂的最小和最大出力；
[0046]4)潮流熵约束：
[0047][0048]式中，为线路l的负载率，为线路l的潮流值，L
j
为线路总条数；
[0049]给定一个常数列A
j
＝{a
j,1
,a
j,2
,...,a
j,f
,...,a
j,z
}，表示负载率的输电线路条数，把各个负载区间内的线路条数比例化得：
[0050][0051][0052]式中，C为常数；当系统中所有支路的负载率都在同一个区间时，H
j,t
为零，这时系统的潮流分布处于最均衡状态，即线路承载的潮流与其容量成正比；而当系统中所有线路的负载率都不在同一个区间时，H
j,t
便达到最大值：
[0053][0054]5)电压约束：
[0055][0056]式中，和分别为节点电压幅值的下限和上限；
[0057]6)配电网潮流约束：
[0058][0059][0060]式中，P
j,mn,t
和Q
j,mn,t
分别为配网区域内节点m流向节点n的有功和无功功率；r
j,mn
和x
j,mn
分别为节点m和n之间线路的电阻和电抗；P
j,n,t
和Q
j,n,t
分别为节点n流入的有功功率和无功功率；u(n)
j
为功率流向节点n的节点集合；g∈v(n)
j
为节点n功率流向的节点的集合；
[0061]7)线路传输容量约束：
[0062][0063]进一步地，所述主网调度中心以运行成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其特征在于，所述虚拟电厂的系统运行架构包括：末端可调资源、配网虚拟电厂集控中心和主网调度中心；运行方法包括以下步骤：S1，对末端可调资源进行调节潜力分析；S2，基于配网区域内末端可调资源构建配网虚拟电厂集控中心；由配网虚拟电厂集控中心向上对接主网调度中心并接收调度指令，对下接收末端可调资源的运行信息并下发控制指令；S3，主网调度中心依据虚拟电厂的可调潜力和常规机组发电能力进行机组出力组合，确定虚拟电厂的出力并对其下发调度指令。2.根据权利要求1所述的一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其特征在于，所述末端可调资源包括：空调负荷、电动公交充电站、电储能和分布式光伏。3.根据权利要求2所述的一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其特征在于，所述末端可调资源的调节潜力如下：1)空调负荷：P
tAC,DR
＝P
tAC,base
‑
P
tAC
式中，P
tAC
为空调的电功率；P
tAC,DR
为空调的调节潜力；P
tAC,base
为最佳舒适状态时的空调电功率；2)电动公交车充电站：式中，P
tEV,DR
为充电站的调节潜力；为公交车的充电功率；为不参与虚拟电厂调节时的充电功率：3)电储能：式中，P
tES,DR
为储能的调节潜力；和分别为储能的充电和放电功率；和分别为不参与虚拟电厂调节时的电储能的充电和放电功率；4)分布式光伏：式中，为分布式光伏的可调潜力；P
pv,t
和Q
pv,t
分别为分布式光伏的有功和无功出力；和分别为分布式光伏不参与虚拟电厂调节时的有功和无功出力。4.根据权利要求3所述的一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其特征在于，配网区域虚拟电厂的出力为：式中，为配网区域虚拟电厂出力的视在功率，和分别为配网区域虚拟电厂出力的有功功率和无功功率。5.根据权利要求3所述的一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其
特征在于，所述配网虚拟电厂集控中心其运行的目标函数包括为：minF
j
＝μ1F
vpp,j
+μ2F
p
‑
v,j
+μ3F
pf,j
+μ4F
V,j
μ1+μ2+μ3+μ4＝1系统运行成本最小、负荷波动方差最小、潮流不均衡度最小和电压偏差最小四种目标函数分别为：函数分别为：函数分别为：函数分别为：上述各式中，F
vpp,j
为系统运行成本，F
p
‑
v,j
为负荷波动方差，F
pf,j
为潮流不均衡度，F
V,j
为电压偏差，μ1～μ4分别为四种目标函数对应的权重系数；为配网从主网接收的功率，γ
t
为调用虚拟电厂的单位成本，为配网区域负荷，η
t
为配网售电价格；为潮流不均衡度，和H
j,t
分别为虚拟电厂参与调度前后配网区域的潮流熵，为潮流熵最大值；Θ
j
为配网区域的节点集合，k为配网区域内的节点编号，U
j,k,t
为节点电压，U
j,ref
为配网区域参考电压。6.据权利要求5所述的一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法，其特征在于，所述配网虚拟电厂集控中心其运行的约束条件为：1)功率平衡约束：1)功率平衡约束：式中，为不参与虚拟电厂调节时配网区域的电负荷；2)主配网间传输功率约束：3)虚拟电厂出力约束：式中，和分别为虚拟电厂的最小和最大出力；4)潮流熵约束：式中，为线路l的负载率，为线路l的潮流值，L
j
为线路总条...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建勇，高赐威，宋梦，严兴煜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：