【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟电厂，更具体地说，它涉及一种虚拟电厂资源集群优化配置方法。
技术介绍
1、随着双碳目标和新型电力系统建设的推进，光伏和风电等分布式电源的比例得到迅速增长。分布式电源比例较高的区域，在某些时段会出现风电无法消纳，给电力系统的稳定运行带来了挑战。
2、传统的发电端调控模式虽然在一定程度上能够应对电力系统的波动，但在新型电力系统的背景下其局限性愈发显现，难以满足系统安全稳定运行的需求，因此必须挖掘用户侧资源参与电网调控的潜力。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的是提供一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，可以优化资源集群的配置情况，提高电力系统的稳定性，从而获得更高的经济收益。
2、本专利技术的技术方案是：一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，包括以下步骤：
3、步骤s1.虚拟电厂的调控管理平台根据资源集群整体容量和虚拟电厂任务的调节功率，对资源集群参与辅助服务时间段进行分配；
4、步骤s2.调控管理平台引入状态势博弈和惩罚机制对资源集群按照参与虚拟电厂辅助服务的时间段进行优化配置。
5、作为进一步地改进，在步骤s1中，首先资源集群将辅助服务申报信息上报给调控管理平台，调控管理平台以电厂效益为目标下发资源集群参与辅助服务时间段，资源集群根据参与辅助服务时间段优化自身配置提供辅助服务，在确保功率偏差满足要求的同时，实现对灵活资源的集约利用。
6、进一步地，将
7、
8、式中，wi为资源集群申报价格；ki为资源集群申报价格；pi为资源集群申报容量；
9、基于对资源集群的分析结果，调控管理平台会制定相应的计划，并将参与辅助服务的时间段下发给各个资源集群，这个时间段是根据电力系统的需求、资源集群的能力以及经济效益的因素综合考虑而确定的。
10、进一步地，在步骤s2中，在资源集群收到调控管理平台下发参与辅助服务的中标情况后，调控管理平台对参与辅助服务的资源集群进行优化配置，令中标的资源集群为n个，需要总的调节功率为pn(t)，调节时长为t1～t2，调节步长为15min，博弈目标是使辅助服务时段总体效益最大化，博弈环节的目标函数是：
11、
12、式中，c为辅助服务时间总体效益；c(t)为单位时间内的效益，其表达式如下：
13、
14、式中，zi为资源集群功率偏差指数；wi为资源集群的申报价格；pi(t)为资源集群的实际响应功率；μ为罚因子；约束条件为：0≤pi(t)；pi(t)为资源集群的中标容量；
15、由于资源集群参与辅助服务的时间段不同，存在各个时间段参与辅助服务的资源集群的数量不同，因此需要及时更新各个时段参与辅助服务的资源集群的情况；当博弈环节的目标函数偏差满足精度要求时，认为已经找到了在效益最优的情况下的功率分配情况，否则将再次进行博弈。
16、进一步地，由于资源集群参与虚拟电厂辅助服务任务存在功率偏差，需要根据时域响应效果情况对资源集群给与信用评级，对于评级高的资源集群，可优先考虑接受其参与调控以获取经济收益；惩罚价格按功率偏离程度分高中低三档，每次辅助服务偏差惩罚ce按下式计算：
17、
18、式中：ce1,ce2,ce3分别为高中低档功率偏离的价格；pe1,pe2,pe3分别为高中低挡功率偏离能力；
19、资源集群在收到调控管理平台根据辅助服务偏差惩罚情况下发的调控指令后，对调控指令进行分解，并配置给参与调控的各个设备中。
20、进一步地，由于分布式资源存在不确定性，会导致实时功率存在偏差，因此在辅助服务时间段内，下发的调控指令会存在偏差，从而导致辅助服务的响应功率出现偏差，为了满足调控指令的精确性，需要对功率偏差实施惩罚；
21、在状态势博弈过程中，参与博弈过程的资源集群的价值函数为：
22、vi＝a·zi·wi·pi(t)2
23、式中：a为修正系数；zi为资源集群功率偏差指数，即按照惩罚机制将功率偏差体现在整体价值中，偏差越小zi越大，使得资源集群整体在博弈中具有更高优先级。
24、进一步地，博弈过程包括局中人、状态空间集、行动集、效益函数和状态转移函数五个方面，可以使资源集群整体在博弈中具有更高的优先级，从而达到优化整体效益的目的，具体如下：
25、局中人指的是参与辅助服务的资源集群，局中人需要在博弈过程中不断地进行信息交流，灵活地根据自身的情况和决策调整自己的行动，寻求能够在不同情况下取得良好效果的策略；
26、状态空间集指的是局中人的出力情况以及越限估计量，表示为{p,e,e}，局中人的出力情况指的是在特定时段内局中人所提供的电力输出，约束条件包括电力输出上限、下限以及爬坡率；局中人的出力情况需要满足电力输出功率p≥0；对参与辅助服务的所有资源集群而言，需要满足：
27、
28、式中：pn为该时间段辅助服务所需的功率响应；
29、越限估计量指的是对总目标超出或不足的估计，当实际运行情况与目标存在偏差时，越限估计量可以用来衡量这种偏差的大小，越限估计量越小，说明电力系统的运行越接近目标，将资源集群的价值函数的约束转换为下式：
30、
31、
32、通过分析状态空间集，可以优化局中人的出力情况，实现资源的合理调度，从而提高电力系统的运行水平和稳定性。
33、进一步地，行动集包含局中人参与辅助服务的出力情况和越限估计量的变化量，行动集表示为：
34、
35、式中：ni为局中人的邻域，表示与i通过信道相连接的所有局中人；为局中人出力情况的改变量；表示各局中人之间传递的越限估计量的改变值，表示局中人传递给另一个局中人的估计量改变值。
36、进一步地，效益函数指的是为了使得所构建的博弈为状态势博弈，采用外部罚函数的方法构造局中人的效益函数及全局势函数：
37、局中人的效益函数为：
38、
39、全局势函数φ(x,a)：
40、φ(x,a)＝φq(x,a)-μ·φp(x,a)
41、φq(x,a)＝∑vi,t
42、
43、进一步地，为了使得整体的效益函数最大，需要通过不断迭代动作变量a，让罚项减小，让越限估计量减小并接近于0，利用状态转移函数来更新局中人状态，从而实现优化目标，局中人状态转移函数表示为：
44、
45、
46、
47、改变量采用梯度下降得到局中人状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，在步骤S1中，首先资源集群将辅助服务申报信息上报给调控管理平台，调控管理平台以电厂效益为目标下发资源集群参与辅助服务时间段，资源集群根据参与辅助服务时间段优化自身配置提供辅助服务，在确保功率偏差满足要求的同时，实现对灵活资源的集约利用。
3.根据权利要求2所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，将虚拟电厂辅助服务的总调节功率分解到各个资源集群上，资源集群根据各自的特性和能力向调控管理平台上报其申报信息，申报信息包括资源集群的申报价格和申报容量；调控管理平台在考虑经济效益的前提下，会对接收到的各个资源集群的信息进行综合分析；经济效益目标函数为：
4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，在步骤S2中，在资源集群收到调控管理平台下发参与辅助服务的中标情况后，调控管理平台对参与辅助服务的资源集群进行优化配置，令中标的资源集群为N个，需要总的调节功率为PN(t)，调节时长为t1～
5.根据权利要求4所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，由于资源集群参与虚拟电厂辅助服务任务存在功率偏差，需要根据时域响应效果情况对资源集群给与信用评级，对于评级高的资源集群，可优先考虑接受其参与调控以获取经济收益；惩罚价格按功率偏离程度分高中低三档，每次辅助服务偏差惩罚Ce按下式计算：
6.根据权利要求5所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，由于分布式资源存在不确定性，会导致实时功率存在偏差，因此在辅助服务时间段内，下发的调控指令会存在偏差，从而导致辅助服务的响应功率出现偏差，为了满足调控指令的精确性，需要对功率偏差实施惩罚；
7.根据权利要求6所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，博弈过程包括局中人、状态空间集、行动集、效益函数和状态转移函数五个方面，可以使资源集群整体在博弈中具有更高的优先级，从而达到优化整体效益的目的，具体如下：
8.根据权利要求7所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，行动集包含局中人参与辅助服务的出力情况和越限估计量的变化量，行动集表示为：
9.根据权利要求8所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，效益函数指的是为了使得所构建的博弈为状态势博弈，采用外部罚函数的方法构造局中人的效益函数及全局势函数：
10.根据权利要求9所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，为了使得整体的效益函数最大，需要通过不断迭代动作变量a，让罚项减小，让越限估计量减小并接近于0，利用状态转移函数来更新局中人状态，从而实现优化目标，局中人状态转移函数表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，在步骤s1中，首先资源集群将辅助服务申报信息上报给调控管理平台，调控管理平台以电厂效益为目标下发资源集群参与辅助服务时间段，资源集群根据参与辅助服务时间段优化自身配置提供辅助服务，在确保功率偏差满足要求的同时，实现对灵活资源的集约利用。
3.根据权利要求2所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，将虚拟电厂辅助服务的总调节功率分解到各个资源集群上，资源集群根据各自的特性和能力向调控管理平台上报其申报信息，申报信息包括资源集群的申报价格和申报容量；调控管理平台在考虑经济效益的前提下，会对接收到的各个资源集群的信息进行综合分析；经济效益目标函数为：
4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，在步骤s2中，在资源集群收到调控管理平台下发参与辅助服务的中标情况后，调控管理平台对参与辅助服务的资源集群进行优化配置，令中标的资源集群为n个，需要总的调节功率为pn(t)，调节时长为t1～t2，调节步长为15min，博弈目标是使辅助服务时段总体效益最大化，博弈环节的目标函数是：
5.根据权利要求4所述的一种虚拟电厂资源集群优化配置方法，其特征在于，由于资源集群参与虚拟电厂辅助服务任务存在功率偏差，需要根据时域响应效果情况对资源集群给与信...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫理莉，兰峻焜，陈志忠，廖昕，陈皓勇，黄宇翔，杨皞，李美霞，陈思贝，唐锡，
申请(专利权)人：华南理工大学建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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