一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，包括：获取虚拟电厂的参数数据，建立风电出力模型、光伏出力模型，并分别将风电出力模型、光伏出力模型通过拉丁超立方抽样进行场景生成，通过K

【技术实现步骤摘要】
一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法


[0001]本专利技术涉及电力系统控制
，具体地，涉及一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法。

技术介绍

[0002]虚拟电厂利用能源通信控制技术将区域内的分布式可控资源如：电动汽车、柔性负荷、储能装置、分布式新能源等聚合为一个整体，进行统一的协调优化管理，以一种独特的“虚拟电厂”形式参与到上级电网的调控当中。
[0003]目前，在虚拟电厂实际参与到上级电网调控的过程中，由于虚拟电厂中发电单元包含风电和光伏这类可再生能源，出力具有间歇性，难以预测的问题，给虚拟电厂的调度带来了很大的问题，造成电能可靠性差且不稳定的缺陷，从而影响虚拟电厂运行成本和收益。因此虚拟电厂控制中心如何处理内部分布式能源出力的波动性，向上级电网申报合理的计划出力，保障虚拟电厂安全稳定运行成为一个关键问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度模型，针对介入了大规模分布式风电、光伏的虚拟电厂，将虚拟电厂内的需求侧响应负荷参与到虚拟电厂运行调控中，提高了虚拟电厂与上级电网的交互能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1、通过改进的IEEE33节点系统构成的虚拟电厂获取参数数据，所述参数数据包括：负荷、电价、光伏发电、风力发电、热电联产机组；
[0007]步骤S2、分别根据步骤S1获取的光伏发电、风力发电数据建立风电出力模型、光伏出力模型，并分别将风电出力模型、光伏出力模型中的风速、光照辐射强度通过拉丁超立方抽样进行场景生成，并分别将风电出力场景、光伏出力场景通过K
‑
means聚类，生成风电出力典型场景、光伏出力典型场景，并分别统计出各风电出力典型场景、光伏出力典型场景的出现概率；
[0008]步骤S3、分别根据生成的风电出力典型场景、光伏出力典型场景引入鲁棒控制系数，得出风电机组的实时出力区间、光伏机组的实时出力区间；
[0009]步骤S4、根据引入的鲁棒控制系数以及约束条件构建基于鲁棒控制系数的虚拟电厂运行模型；
[0010]步骤S5、将虚拟电厂运行模型进行预处理；
[0011]步骤S6、将步骤S1中的参数数据代入预处理的虚拟电厂运行模型，调用Cplex求解器进行求解，得到虚拟电厂随机鲁棒调度控制结果。
[0012]进一步地，步骤S2中风电出力模型的建立过程为：
[0013][0014]其中，表示t时刻下i节点处风电机组的风电出力，vt表示t时刻风速，v
in
、v
rated
、v
out
分别表示风电机组的切入风速、额定风速、切出风速，g
R
表示风电机组的额定输出功率。
[0015]进一步地，步骤S2中光伏出力模型的建立过程为：
[0016][0017]其中，表示t时刻下i节点处光伏机组的光伏出力，η
PV
为光伏的光电转换率，S
PV
为光伏的受光面积，θ
t
为t时刻的光照强度。
[0018]进一步地，步骤S3中风电机组的实时出力区间Φ
w
为：
[0019][0020][0021][0022]其中，K
w
表示风电出力典型场景数，表示t时刻第k个风电出力典型场景下风电预测的调度出力，分别表示预测风电实际调度出力的置信区间上下限，Γ表示鲁棒控制系数。
[0023]进一步地，步骤S3中光伏机组的实时出力区间Φ
pv
为：
[0024][0025][0026][0027]其中，B
pv
表示光伏出力典型场景数，表示t时刻第b个光伏出力典型场景下光伏预测的调度出力，分别表示预测光伏实际调度出力的置信区间上下限，Γ表示鲁棒控制系数。
[0028]进一步地，步骤S4中构建基于鲁棒性控制系数的虚拟电厂运行模型为：
[0029]max F＝f
grid
‑
f
tdr
‑
f
chp
[0030]其中，f
grid
表示虚拟电厂电能交互收益，λ
sell
、λ
buy
分别表示虚拟电厂向主网的售电价格和购电价格，μ
sell
(t)、μ
buy
(t)分别表示t时刻虚拟电厂向主网的售电状态、购电状态，P
tgrid
表示虚拟电厂与主网的交互电功率，T表示调度时间段；f
tdr
表示需求响应总成本，f
tdr
＝η
dr
P
tdr
，η
dr
表示单位需求响应负荷的补偿成本，P
tdr
表示虚拟电厂总的可中断负荷功率，表示虚拟电厂总的可中断负荷功率，表示t时刻虚拟电厂的可中断负荷功率；f
chp
表示热电联产机组的发电成本，f
chp
＝d(P
chp
)2+eP
chp
+c，P
chp
表示热电联产机组的有功出力，d、e、c分别表示热电联产机组发电成本二次函数的系数。
[0031]进一步地，所述约束条件包括：功率平衡约束、热电联产机组出力约束、需求响应约束、交流潮流约束、电压和线路功率约束和储电装置约束；
[0032]所述功率平衡约束为：
[0033][0034][0035]其中，ψ表示允许风电、光伏机组出力的波动范围，Γ表示鲁棒控制系数，β为风电机组、光伏机组在ψ波动范围内的置信度，P
tw
、P
tpv
分别表示风电机组、光伏机组的实际有功出力，表示根据各风电出力典型场景的出现概率得出的风电机组期望出力，表示根据各光伏出力典型场景的出现概率得出的光伏机组期望出力，表示t时刻i节点处CHP机组有功出力，P
grid
表示虚拟电厂与主网交互功率，分别表示t时段i节点处储电装置充电有功功率、放电有功功率，表示t时段i节点处有功负荷，P
i,t
表示t时段i节点处有功功率，P
r
表示的概率，Q表示i节点处的无功功率，表示t时段i节点处风电无功出力，表示t时段i节点处光伏无功出力，表示t时段i节点处CHP机组无功出力，表示t时段i节点处储电装置充电无功功率、放电无功功率，表示t时段i节点处无功负荷；
[0036]所述热电联产机组出力约束为：
[0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044]其中，P
iCHP
‑
max
、P
iCHP<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、通过改进的IEEE33节点系统构成的虚拟电厂获取参数数据，所述参数数据包括：负荷、电价、光伏发电、风力发电、热电联产机组；步骤S2、分别根据步骤S1获取的光伏发电、风力发电数据建立风电出力模型、光伏出力模型，并分别将风电出力模型、光伏出力模型中的风速、光照辐射强度通过拉丁超立方抽样进行场景生成，并分别将风电出力场景、光伏出力场景通过K
‑
means聚类，生成风电出力典型场景、光伏出力典型场景，并分别统计出各风电出力典型场景、光伏出力典型场景的出现概率；步骤S3、分别根据生成的风电出力典型场景、光伏出力典型场景引入鲁棒控制系数，得出风电机组的实时出力区间、光伏机组的实时出力区间；步骤S4、根据引入的鲁棒控制系数以及约束条件构建基于鲁棒控制系数的虚拟电厂运行模型；步骤S5、将虚拟电厂运行模型进行预处理；步骤S6、将步骤S1中的参数数据代入预处理的虚拟电厂运行模型，调用Cplex求解器进行求解，得到虚拟电厂随机鲁棒调度控制结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，步骤S2中风电出力模型的建立过程为：其中，表示t时刻下i节点处风电机组的风电出力，v
t
表示t时刻风速，v
in
、v
rated
、v
out
分别表示风电机组的切入风速、额定风速、切出风速，g
R
表示风电机组的额定输出功率。3.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，步骤S2中光伏出力模型的建立过程为：其中，表示t时刻下i节点处光伏机组的光伏出力，η
PV
为光伏的光电转换率，S
PV
为光伏的受光面积，θ
t
为t时刻的光照强度。4.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，步骤S3中风电机组的实时出力区间Φ
w
为：为：
其中，K
w
表示风电出力典型场景数，表示t时刻第k个风电出力典型场景下风电预测的调度出力，分别表示预测风电实际调度出力的置信区间上下限，Γ表示鲁棒控制系数。5.根据权利要求1所述的一种虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，步骤S3中光伏机组的实时出力区间Φ
pv
为：为：为：其中，B
pv
表示光伏出力典型场景数，表示t时刻第b个光伏出力典型场景下光伏预测的调度出力，分别表示预测光伏实际调度出力的置信区间上下限，Γ表示鲁棒控制系数。6.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，步骤S4中构建基于鲁棒性控制系数的虚拟电厂运行模型为：max F＝f
grid
‑
f
tdr
‑
f
chp
其中，f
grid
表示虚拟电厂电能交互收益，λ
sell
、λ
buy
分别表示虚拟电厂向主网的售电价格和购电价格，μ
sell
(t)、μ
buy
(t)分别表示t时刻虚拟电厂向主网的售电状态、购电状态，P
tgrid
表示虚拟电厂与主网的交互电功率，T表示调度时间段；f
tdr
表示需求响应总成本，f
tdr
＝η
dr
P
tdr
，η
dr
表示单位需求响应负荷的补偿成本，P
tdr
表示虚拟电厂总的可中断负荷功率，P
tdr
表示t时刻虚拟电厂的可中断负荷功率；f
chp
表示热电联产机组的发电成本，f
chp
＝d(P
chp
)2+eP
chp
+c，P
chp
表示热电联产机组的有功出力，d、e、c分别表示热电联产机组发电成本二次函数的系数。7.根据权利要求6所述的一种考虑不确定性的虚拟电厂随机鲁棒调度控制方法，其特征在于，所述约束条件包括：功率平衡约束、热电联产机组出力约束、需求响应约束、交流潮流约束、电压和线路功率约束和储电装置约束；所述功率平衡约束为：
其中，ψ表示允许风电、光伏机组出力的波动范围，Γ表示鲁棒控制系数，β为风电机组、光伏机组在ψ波动范围内的置信度，P
tw
、P
tpv
分别表示风电机组、光伏机组的实际有功出力，表示根据各风电出力典型场景的出现概率得出的风电机组期望出力，表示根据各光伏出力典型场景的出现概率得出的光伏机组期望出力，表示t时刻i节点处CHP机组有功出力，P
grid
表示虚拟电厂与主网交互功率，分别表示t时段i节点处储电装置充电有功功率、放电有功功率，表示t时段i节点处有功负荷，P
i,t
表示t时段i节点处有功功率，P
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凌，韩伟，宋云飞，宋凯，卜炜，李海涛，徐刚，马晓乐，张飞，石慧，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司南京笃力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：