【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，尤其涉及一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法。
技术介绍
1、为实现“双碳”目标，需要构建以新能源为主体的新型电力系统，大规模新能源并网后，解决多类资源共同支撑新型电力系统的实时平衡问题及大规模新能源消纳问题将成为新的挑战。虚拟电厂将容量小、地理位置分散的分布式能源聚合成为独立调控主体，通过参与电力现货市场交易，为大规模新能源并网带来的系统冲击问题提供新的解决手段。目前对电力现货市场环境下虚拟电厂参与市场交易的优化调控策略研究主要集中于虚拟电厂参与单交易品种的优化调控。建立虚拟电厂参与调峰辅助服务的最优调度模型，能够显著提高调峰经济性。针对虚拟电厂内部风光资源的不确定性，提出了基于条件风险价值理论的vpp日前优化运行模型。然而，虚拟电厂单独参与单品种交易无法充分发挥其内部资源的响应能力，不利于资源的充分利用。因此，根据虚拟电厂同时参与多品种交易，建立含电动汽车虚拟电厂优化调度模型；考虑虚拟电厂同时参与日前电能量市场和旋转备用市场，提出虚拟电厂二阶段最优调度策略，这些研究仅考虑了虚拟电厂参与电能量等品种交易的优化调控。随着需求响应市场建设的不断完善，研究虚拟电厂参与含需求响应市场在内的多品种交易尤为必要。本专利技术将风电机组、燃气轮机、储能和负荷聚合为虚拟电厂，考虑虚拟电厂参与含电能量市场、需求响应市场及调频市场组成的多品种交易，建立考虑多重不确定性因素影响的虚拟电厂优化调控模型，不仅有利于虚拟电厂自身经济效益的提高，还有利于新能源消纳，减小系统削峰填谷压力。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术公开提供了一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法。
2、本专利技术提供的技术方案是：一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，包括如下步骤：
3、s1：分析电力现货市场环境下虚拟电厂的优化调控流程；
4、s2：电力现货市场环境下虚拟电厂日前阶段优化调控；
5、s3：电力现货市场环境下虚拟电厂实时阶段优化调控。
6、优选，所述步骤s1中电力现货市场环境下虚拟电厂可参与的交易品种包括：需求响应、调频辅助服务以及现货电能量市场交易。
7、进一步优选，所述步骤s2中多时间尺度优化调控模型分为日前阶段和实时阶段两阶段进行优化调控，步骤s2中研究电力现货市场环境下虚拟电厂日前阶段优化调控；
8、虚拟电厂日前阶段优化调控的目标函数：
9、
10、式中，n、t分别为场景数量及时间段数，ωn为场景概率；分别为虚拟电厂的需求响应收益、调频收益和售电收益，分别为燃气轮机和储能的出力成本，为虚拟电厂的常规备用成本，为虚拟电厂的cvar的收益风险成本，具体计算方法如下所示；
11、
12、式中，分别为市场购售电、调频容量、需求响应价格，cess为储能的充放电成本，cres,mt、cres,ess分别为燃气轮机和储能的备用机会成本，αi、bi、qi分别为燃气机组气体的排放强度、罚款数量级和环境价值，为燃气轮机的功率，分别为储能的充、放电功率，分别为燃气轮机和风电机组的售电功率，分别为虚拟电厂的向上、向下调频容量，其具体计算公式如式(3)所示，为燃气轮机、储能的正、负常规备用容量，为日前阶段的基线负荷；μda为风险偏好系数，βda为置信水平；ζda、为辅助变量；
13、
14、式中，分别为燃气轮机及储能在日前阶段确定的向上调频容量，分别为燃气轮机、储能和风电机组在日前阶段确定的向下调频容量。
15、进一步优选，所述步骤s2中，虚拟电厂日前阶段优化调控的目标函数设有约束条件；
16、燃气轮机约束条件：
17、式(4)为燃气轮机等式约束，式(5)为燃气轮机机组出力上下限约束，式(6)表示燃气轮机机组调频容量约束，式(7)为燃气轮机机组爬坡约束，式(8)为燃气轮机机组常规备用容量约束；
18、
19、
20、
21、
22、
23、式中，为燃气轮机机组的启停状态变量，为燃气轮机机组出力上限值，kmt为燃气轮机机组的最大爬坡值，为常规备用容量的最小比例要求，δmt为燃气机组提前启动备用容量的时长；
24、储能约束条件：
25、式(9)和式(10)为储能放电功率约束，式(11)为储能荷电状态(soc)值变化约束，式(12)、式(13)为储能调频容量与常规备用容量约束；
26、
27、
28、
29、
30、式中，分别为储能的充、放电状态变量，分别为储能的充、放电功率，分别为储能的soc最大、最小限值，分别为储能的充、放电效率，δess、分别为储能的自放电率与容量，s为储能总装机容量，δtda为日前阶段调控时间尺度；
31、虚拟电厂约束条件：
32、
33、式中，pload,t为虚拟电厂内部负荷各阶段t时刻的预测值，分别为燃气轮机和风电机组在各阶段t时刻用于虚拟电厂内部供给负荷的消纳值；分别为储能各阶段t时刻的充、放电功率，为调频市场在各阶段t时刻所需的调频容量值，分别为燃气轮机、风电机组、储能在各阶段t时刻被分配的调频容量值；
34、条件风险价值(cvar)约束条件：
35、
36、进一步优选，所述步骤s3中，研究电力现货市场环境下虚拟电厂实时阶段优化调控；
37、实时阶段优化调控目标函数：
38、
39、式中，分别为实时阶段的需求响应收益和调频里程收益，分别为实时阶段的购售电偏差惩罚成本和cvar成本；
40、
41、式中，为实时阶段的调频里程价格，分别为实施阶段向上、向下调频需求的标幺值；分别为调频速率、响应时间、向上、向下调频精度，分别为实时阶段的向上、向下调频里程；分别为调频最大允许误差以及虚拟电厂调频资源的核定总容量；
42、
43、式中，为实时阶段购售电价格，为实时阶段申报售电量，αerr为最大允许申报偏差率；
44、
45、式中，分别为燃气轮机和储能在实时阶段的向上调频里程，分别为燃气轮机、储能和风电机组在实时阶段的向下调频里程，分别为燃气轮机和风电机组在实时阶段的售电量。
46、进一步优选，所述步骤s3中，虚拟电厂实时阶段优化调控的目标函数设有约束条件；
47、燃气轮机约束条件：
48、
49、式中，δtfr,rt为实时阶段调频时间尺度；
50、储能约束条件：
51、式(21)为储能调频里程约束，式(22)为储能在实时阶段的soc约束；
52、
53、
54、式中，分别为储能的向上、向下调频状态变量；
55、虚拟电厂约束与cvar约束同日前阶段相同。
56、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤S1中具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤S2中多时间尺度优化调控模型分为日前阶段和实时阶段两阶段进行优化调控，步骤S2中研究电力现货市场环境下虚拟电厂日前阶段优化调控；
4.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤S2中，虚拟电厂日前阶段优化调控的目标函数设有约束条件；
5.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤S3中，研究电力现货市场环境下虚拟电厂实时阶段优化调控；
6.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤S3中，虚拟电厂实时阶段优化调控的目标函数设有约束条件；
【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤s1中具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂在电力现货市场中的优化策略方法，其特征在于，所述步骤s2中多时间尺度优化调控模型分为日前阶段和实时阶段两阶段进行优化调控，步骤s2中研究电力现货市场环境下虚拟电厂日前阶段优化调控；
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王妍，李铁石，邵娜，丛俊，刘丽月，刘全刚，卢悦，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，
类型：发明
国别省市：
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