【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟电厂评估，更具体地说，它涉及一种虚拟电厂可调节能力评估方法及系统。
技术介绍
1、近年来，为了减少化石燃料的消耗和减缓全球变暖，分布式能源在配电系统中迅速扩散。然而，分布式能源的渗透率越来越高对系统稳定性造成了重大威胁，其间歇性和随机性可能加剧供需不平衡。同时，分布式能源的协调调度为电力系统提供额外的灵活性和提高可控性方面具有显著潜力。因此，为了在保证运行安全的同时，充分发挥分布式能源的潜力，提高系统的灵活性和可靠性，对分布式能源的系统级协调和管理至关重要。然而，由于计算复杂度高，管理大量的分布式能源进行系统范围的实时优化和控制是具有挑战性的。虚拟电厂这一概念为解决上述问题提供了一种积极的解决方案。通过将大量小型分布式电源的技术参数聚合到一个单元中，虚拟电厂能够为电网提供能源和辅助服务。因此，评估虚拟电厂的可调节能力对电力系统的调控至关重要。否则，不合理的虚拟电厂调度可能导致本地系统无法执行，并引发功率不平衡、电压违例、变压器过载等安全问题。
2、目前，虚拟电厂可调节能力的评估方法仍较为片面。有的研究利用多面体集描述单个分布式能源的功率可调能力，然后用所有多面体集的闵可夫斯基和计算总体可调能力。但这些研究没有考虑底层网络和潮流约束，可能会造成评估结果的不准确。有的研究采用基于蒙特卡罗模拟的方法，在大量采样场景下估计虚拟电厂的可调节能力。而这种方法只能说明单个时间点的可调能力，可能无法描述跨时间分布式能源的时间耦合运行约束，如储能，电动汽车的能量约束。此外，有些研究仅分析了虚拟电厂的有功功率可调能力，
3、因此，本申请提供一种虚拟电厂可调节能力评估方法及系统，解决上述问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种虚拟电厂可调节能力评估方法及系统，解决现有虚拟电厂可调节能力的评估方法没有考虑底层网络和潮流约束、无法描述跨时间分布式能源的时间耦合运行约束、忽略了无功功率的分析，造成评估结果不准确的问题。
2、本申请首先提供一种虚拟电厂可调节能力评估方法，包括：分析分布式能源的运行约束，将分布式能源的运行约束转化为多面体可行集形式，得到分布式能源运行约束的多面体可行集，分布式能源包括：储能分布式能源、光伏分布式能源和暖通空调系统分布式能源；计算分布式能源运行约束多面体可行集的最优zonotope近似，得到分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似；将同一配电网节点下的所有分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似聚合，建立配电网节点聚合功率运行可行集；构建配电网模型，形成配电网节点聚合功率运行约束；基于配电网模型、配电网节点聚合功率运行约束和配电网节点聚合功率运行可行集，构建虚拟电厂可调节能力评估模型，通过边界搜索法计算虚拟电厂多时段可调节能力范围。
3、采用上述技术方案，通过考虑分布式能源运行约束中的功率耦合特性和时间耦合特性，建立分布式能源运行约束的多面体可行集，通过zonotope法聚合单一配电网节点上的所有分布式能源，形成配电网节点聚合功率运行可行集，并基于线路潮流和电压限制等网络约束建立虚拟电厂可调节能力评估模型，计算出虚拟电厂多时段可调节能力范围。
4、在一种可能的实施方式中，储能分布式能源的运行约束，包括：储能输出有功功率置于输出有功功率的上下限之间，储能输出无功功率置于无功功率的上下限之间，储能的容量不超过储能设备的额定容量，储能输出的爬坡率置于爬坡率的上下限之间，储能的能量状态置于储能设备的能量极限之间。
5、在一种可能的实施方式中，光伏分布式能源的运行约束，包括：光伏输出的有功功率置于0和有功功率上限之间，光伏输出的无功功率置于无功功率上下限之间，光伏的容量不超过光伏机组最大容量。
6、在一种可能的实施方式中，暖通空调系统分布式能源的运行约束，包括：暖通空调的有功功率置于0和有功功率极限之间，暖通空调的无功功率置于无功功率上下限之间，暖通空调的容量不超过暖通空调额定容量，暖通空调的室内外温度置于允许温度上下限之间。
7、在一种可能的实施方式中，分析分布式能源的运行约束，将分布式能源的运行约束转化为多面体可行集形式，得到分布式能源运行约束的多面体可行集，包括：将分布式能源的运行约束转化为通用线性化近似表示；将通用线性化近似表示的分布式能源运行约束转化为线性不等式方程组表示；定义满足线性不等式方程组的可行功率解，组成分布式能源运行约束的多面体可行集。
8、在一种可能的实施方式中，计算分布式能源运行约束多面体可行集的最优zonotope近似，得到分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似，包括：定义zonotope近似，zonotope近似为方向向量、几何中心和缩放系数的集合；计算分布式能源运行约束多面体可行集的所有可能zonotope近似；计算所有可能zonotope近似之间的距离和分布式能源运行约束多面体可行集在所有可能zonotope近似法线方向上的扩展距离；以和最接近为目标求解最优的zonotope近似，作为分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似。
9、在一种可能的实施方式中，将同一配电网节点下的所有分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似聚合，建立配电网节点聚合功率运行可行集，包括：对同一配电网节点下的所有分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似做minkowski和聚合计算，得到配电网节点聚合功率运行可行集。
10、在一种可能的实施方式中，构建配电网模型，形成配电网节点聚合功率运行约束，包括：基于不动点线性化理论，推导配电网的线性多相潮流模型作为配电网模型；基于配电网模型形成配电网节点聚合功率运行约束，包括：节点电压约束、线路容量约束。
11、在一种可能的实施方式中，基于配电网模型、配电网节点聚合功率运行约束和配电网节点聚合功率运行可行集，构建虚拟电厂可调节能力评估模型，通过边界搜索法计算虚拟电厂多时段可调节能力范围，包括：以配电网节点聚合功率运行约束和配电网节点聚合功率运行可行集为约束条件，以求解最大虚拟电厂聚合功率为目标，构建虚拟电厂可调节能力评估模型；通过依次求解不同时段下满足约束条件的最大虚拟电厂聚合功率，得到虚拟电厂多时段可调节能力范围。
12、本申请还提供一种虚拟电厂可调节能力评估系统，用于实现上述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，包括：能源运行约束分析模块，用于分析分布式能源的运行约束，将分布式能源的运行约束转化为多面体可行集形式，得到分布式能源运行约束的多面体可行集，分布式能源包括：储能分布式能源、光伏分布式能源和暖通空调系统分布式能源；zonotope近似求解模块，用于计算分布式能源运行约束多面体可行集的最优zonotope近似，得到分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似；配电网节点聚合模块，用于将同一配电网节点下的所有分布式能源运行约束多面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述储能分布式能源的运行约束，包括：储能输出有功功率置于输出有功功率的上下限之间，储能输出无功功率置于无功功率的上下限之间，储能的容量不超过储能设备的额定容量，储能输出的爬坡率置于爬坡率的上下限之间，储能的能量状态置于储能设备的能量极限之间。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述光伏分布式能源的运行约束，包括：光伏输出的有功功率置于0和有功功率上限之间，光伏输出的无功功率置于无功功率上下限之间，光伏的容量不超过光伏机组最大容量。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述暖通空调系统分布式能源的运行约束，包括：暖通空调的有功功率置于0和有功功率极限之间，暖通空调的无功功率置于无功功率上下限之间，暖通空调的容量不超过暖通空调额定容量，暖通空调的室内外温度置于允许温度上下限之间。
5.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，分
6.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，计算分布式能源运行约束多面体可行集的最优zonotope近似，得到分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似，包括：
7.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，将同一配电网节点下的所有分布式能源运行约束多面体可行集的zonotope近似聚合，建立配电网节点聚合功率运行可行集，包括：
8.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，构建配电网模型，形成配电网节点聚合功率运行约束，包括：
9.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，基于所述配电网模型、配电网节点聚合功率运行约束和配电网节点聚合功率运行可行集，构建虚拟电厂可调节能力评估模型，通过边界搜索法计算虚拟电厂多时段可调节能力范围，包括：
10.一种虚拟电厂可调节能力评估系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-9任一所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述储能分布式能源的运行约束，包括：储能输出有功功率置于输出有功功率的上下限之间，储能输出无功功率置于无功功率的上下限之间，储能的容量不超过储能设备的额定容量，储能输出的爬坡率置于爬坡率的上下限之间，储能的能量状态置于储能设备的能量极限之间。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述光伏分布式能源的运行约束，包括：光伏输出的有功功率置于0和有功功率上限之间，光伏输出的无功功率置于无功功率上下限之间，光伏的容量不超过光伏机组最大容量。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，所述暖通空调系统分布式能源的运行约束，包括：暖通空调的有功功率置于0和有功功率极限之间，暖通空调的无功功率置于无功功率上下限之间，暖通空调的容量不超过暖通空调额定容量，暖通空调的室内外温度置于允许温度上下限之间。
5.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂可调节能力评估方法，其特征在于，分析分布式能源的运行约束，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，贺家慧，陈昱璇，李婵虓，黄显斌，戴晨曦，郑永建，张大伟，杨小磊，陈潋，何国威，汪泉霖，雷雯婷，刘洵源，刘渝凯，杨翔，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司天府新区供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。