一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，首先提出面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标，并以改进欧式距离最小聚类多元异构负荷运行数据，以提取同类典型运行特性，然后建立基于多维数据驱动的虚拟电厂资源物理运行模型，并开展考虑传统发电机组和虚拟电厂的联合预调度，最后，基于建立预调度结果建立基于数据和模型的虚拟电厂资源多场景预估响应潜力计算方法。本发明专利技术采用基于物理和数据相结合的方法，既降低了海量数据指数级求解的难度，又提高了运行模型的可解释性，有效实现了多运行场景下虚拟电厂资源可调度潜力的精确评估，提高了虚拟电厂资源的可利用性。了虚拟电厂资源的可利用性。了虚拟电厂资源的可利用性。

【技术实现步骤摘要】
一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法


[0001]本专利技术涉及一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，具体涉及了一种借助于物理动态模型和数据挖掘方法的多负荷资源需求响应潜力量化评估技术，能够精确评估虚拟电厂资源的响应能力。

技术介绍

[0002]新能源往往具有很强的间歇及随机特性，例如风力发电和太阳能发电因为受到气候因素的影响，具有间歇性和波动性的特点，难以精确预测和控制，这是制约高效利用分布式可再生能源电源的主要瓶颈之一。高渗透率的可再生能源电源可造成系统实时运行的供需不平衡，对发电计划的制定、实时调度以及备用安排等都将产生不利影响，若不能合理安排电网运行方式，不能实现有效整合，将出现不必要的弃风、弃光，影响资源聚合商的经济性，严重时甚至影响电力系统的安全平稳运行。
[0003]为了解决这一难题，虚拟电厂理念应运而生。虚拟电厂作为一种综合能源服务业务新模式，可聚合分布式发电、储能、电动汽车、可控负荷等灵活性资源，有效激励各类灵活资源参与电力市场，能帮助聚合商在不对电网进行结构改造的情况下有效整合区域内各种形态和特性的电源与用电负荷，提升本地区灵活性资源消纳水平，提高区域虚拟电厂运营商的经济效益。通过智能化运行的方式，降低用能成本，促进新能源消纳，为电力市场运营提供服务，为资源聚合商提供新的盈利模式，助力实现“碳达峰、碳中和”，在我国有着广阔的发展前景。基于此，本专利技术提出了一种物理数据双驱动的虚拟电厂潜力评估方法，以有效提升虚拟电厂资源调度的精准度。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题和需求，本专利技术提出一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法。首先提出面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标，并以改进欧式距离最小聚类多元异构负荷运行数据，以提取同类典型运行特性，然后建立基于多维数据驱动的虚拟电厂资源物理运行模型，并开展考虑传统发电机组和虚拟电厂的联合预调度，最后，基于建立预调度结果建立基于数据和模型的虚拟电厂资源多场景预估响应潜力计算方法。
[0005]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，其特征是，包括如下步骤：
[0006]步骤1：计算面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标，针对发电资源和等效发电资源，建立涵盖其调节速度、调节边界、调节时长的评价指标；
[0007]步骤2：以改进欧式距离最小优化聚类多元异构虚拟电厂数据，利用改进主成分分析法对虚拟电厂资源数据进行降维，将所有虚拟电厂数据被聚合为k个典型类型；
[0008]步骤3：以改进欧式距离最小聚类多元异构虚拟电厂数据，将所有虚拟电厂数据被聚合为k个典型类型，并且以中心点值来代表；
[0009]步骤4：建立基于多维数据驱动的虚拟电厂等效发电资源物理运行模型，获得k个虚拟电厂物理通用模型代表虚拟电厂资源的运行功率特性；
[0010]步骤5：建立考虑传统发电机组和虚拟电厂的联合预调度，在虚拟电厂系统对发电机和负荷的综合优化调度时实现总调度成本最低；
[0011]步骤6：建立虚拟电厂资源的多场景滚动预估响应潜力计算方法，基于每次实时采集和检测结果，不断实时滚动修正。
[0012]所述步骤1具体为：
[0013]计算面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标。
[0014]针对发电资源和等效发电资源，建立涵盖其调节速度、调节边界、调节时长的评价指标；针对等效发电资源，建立涵盖其高峰功率、高峰时长、高峰时刻以及低谷功率、低谷时长、低谷时刻的负荷资源运行特性指标。
[0015]所述步骤2具体为：
[0016]以改进欧式距离最小优化聚类多元异构虚拟电厂数据。
[0017]首先利用改进主成分分析法对虚拟电厂资源数据进行降维，随后将虚拟电厂数据分成k组，计算每组的平均值作为初始的数据集中心，然后计算虚拟电厂数据到中心点距离来分类数据，最后基于分类后数据的中心点计算新的中心点，并根据新的中心点重复前述过程直至收敛。
[0018]所述步骤3具体为：
[0019]建立基于多维数据驱动的虚拟电厂等效发电资源物理运行模型。
[0020]首先，建立储热类虚拟电厂资源的通用运行模型，其次，建立储电类虚拟电厂资源的通用运行模型，然后，建立其他类虚拟电厂资源物理通用模型，最后利用拟合方法，将步骤3聚合成的虚拟电厂数据中心点值代入，此时可以得到该类型每一类虚拟电厂资源的特性系数数值。
[0021]所述步骤4具体为：
[0022]建立虚拟电厂物理通用模型。
[0023]利用拟合方法，将步骤3聚合成的虚拟电厂数据中心点值代入模型，得到该类型虚拟电厂资源的特性系数数值。最终，将获得虚拟电厂物理通用模型代表虚拟电厂资源的运行功率特性。
[0024]所述步骤5具体为：
[0025]考虑传统发电机组和虚拟电厂的联合预调度。
[0026]以总调度成本最低为目标，对虚拟电厂系统的发电资源和等效发电资源进行综合优化调度，满足系统平衡约束、设备运行功率约束以及用户舒适度要求。
[0027]所述步骤6具体为：
[0028]建立虚拟电厂资源的多场景滚动预估响应潜力计算方法。
[0029]首先建立虚拟电厂资源的运行增量模型，分别为储热类虚拟电厂资源、储电类虚拟电厂资源和其他类虚拟电厂资源，然后，基于运行增量模型滚动修正预调度结果，以不断提高评估精准性。
[0030]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：
[0031]本专利技术采用基于物理和数据相结合的方法，既降低了海量数据指数级求解的难
度，又提高了运行模型的可解释性，有效实现了多运行场景下虚拟电厂资源可调度潜力的精确评估，提高了虚拟电厂资源的可利用性。
[0032]本专利技术建立的改进主成分分析法可以有效提高海量数据降维的速度，提升降维结果的精准性，建立的改进欧式距离最小聚类法可以加快聚类算法的收敛速度。
[0033]本专利技术同时使用了物理模型和数据方法，能够将数据间隐含的数量关系引入到物理模型中，又提高了物理模型参数难以确定的难题，基于此的响应潜力评估结果可以出现量化评估的实时性和准确性。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例中虚拟电厂响应潜力评估流程图；
[0035]图2是本专利技术实施例中虚拟电厂响应潜力评估结果图；
[0036]图3是本专利技术实施例中的评价指标图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0038]实施例
[0039]参见图1，一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，包括如下步骤：
[0040]步骤1：计算面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标。虚拟电厂是多类资源的集合，包括分布式发电资源和传统发电机组发电资源以及以负荷为核心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1：计算面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标，针对发电资源和等效发电资源，建立涵盖其调节速度、调节边界、调节时长的评价指标；步骤2：以改进欧式距离最小优化聚类多元异构虚拟电厂数据，利用改进主成分分析法对虚拟电厂资源数据进行降维，将所有虚拟电厂数据被聚合为k个典型类型；步骤3：以改进欧式距离最小聚类多元异构虚拟电厂数据，将所有虚拟电厂数据被聚合为k个典型类型，并且以中心点值来代表；步骤4：建立基于多维数据驱动的虚拟电厂等效发电资源物理运行模型，获得k个虚拟电厂物理通用模型代表虚拟电厂资源的运行功率特性；步骤5：建立考虑传统发电机组和虚拟电厂的联合预调度，在虚拟电厂系统对发电机和负荷的综合优化调度时实现总调度成本最低；步骤6：建立虚拟电厂资源的多场景滚动预估响应潜力计算方法，基于每次实时采集和检测结果，不断实时滚动修正。2.根据权利要求1所述的模型数据双驱动的虚拟电厂调控潜力评估方法，其特征是：所述步骤1具体为：计算面向多元发电资源和等效发电资源动态运行特性的用能指标；针对发电资源和等效发电资源，建立涵盖其调节速度、调节边界、调节时长的评价指标；针对等效发电资源，建立涵盖其高峰功率、高峰时长、高峰时刻以及低谷功率、低谷时长、低谷时刻的负荷资源运行特性指标；所述步骤2具体为：以改进欧式距离最小优化聚类多元异构虚拟电厂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周保中，乐鹰，张继广，谢康，李忆，郭超，孙诗杰，许皓文，孙宇航，吕若佳，
申请(专利权)人：浙江大学绍兴研究院，
类型：发明
国别省市：