【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟电厂运行，尤其涉及一种多虚拟电厂运行优化方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、目前分布式发电技术发展迅猛，但是由于光伏以及风力发电等发电形式受环境因素影响较大、出力具有明显的间歇性和波动性的特点，其大规模接入电网后会对电力系统稳定性、电能质量以及运行规划方面造成了一定性的冲击。虚拟电厂对电力系统进行“聚源”“调流”及“提效”，在优化能源网络协调机制、削峰填谷、平滑用电曲线、提高新能源的利用率以及提高电力系统稳定性等方面发挥了作用。而且储能技术也可以很好地应对可再生能源地间歇性、不稳定性带给电力系统安全稳定运行的挑战。
2、但是，在现有技术中，对虚拟电厂运行优化方面的研究还存在以下问题：
3、(1)只针对单一虚拟电厂运行进行优化调度，而未考虑多个虚拟电厂之间的能源协同互补；
4、(2)虚拟电厂整体结构中，每个虚拟电厂均包含其在用户侧自建的储能系统，而未考虑经济因素，将几个虚拟电厂的储能系统集约起来共同使用，从而提高能源分配及利用效率；
5、针对上述问题，亟需一种考虑共享储能电站参与下的多虚拟电厂运行优化方案。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种多虚拟电厂运行优化方法，并考虑储能系统以共享储能电站的形式加入，有效地合理对多个虚拟电厂的运行进行优化，提高每个共享储能电站的新能源消纳能力，提高系统整体的能源利用效率，能够显著的提高多虚拟电厂系统运行的稳定性、高效性及安全性。
2、
3、本专利技术的第三目的是提供一种电子设备。
4、本专利技术的第四目的是提供一种计算机存储介质。
5、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种多虚拟电厂运行优化方法，包括如下步骤：
6、(1)首先建立共享储能电站经济运行模型，结合对共享储能电站的约束条件建立了以三个虚拟电厂及其共享储能电站为整体组成的上层模型；
7、(2)建立由光伏发电单元、风力发电单元、可控负荷单元所组成的各个虚拟电厂单元为下层模型，并通过夏普利值法对下层各虚拟电厂内部光伏发电单元及风力发电单元出力数据及利益进行分配；
8、(3)根据步骤(1)中建立的共享储能经济运行模型及以三个虚拟电厂及其共享储能电站为整体组成的上层模型、步骤(2)所构建的各个虚拟电厂单元为下层模型，采用混合整数规划法结合鲸鱼算法对有共享储能电站参与下的多虚拟电厂运行进行优化，确定共享储能电站的最优充放电策略、三个虚拟电厂最优运行调度策略。
9、其中，步骤(1)中共享储能电站经济运行模型为：
10、共享储能电站综合收益表示为：
11、
12、式中：fg为共享储能电站的综合收益；fbfg,i为第i个虚拟电厂向共享储能电站购电成本；fbtg,i为第i个虚拟电厂向共享储能电站售电收益；pgrid(t)为t时刻共享储能电站向大电网购电功率；mgrid(t)为t时刻共享储能电站向大电网购电电价；pivpp(t)为t时刻共享储能电站向第i个虚拟电厂售电功率；为t时刻共享储能电站向第i个虚拟电厂售电电价；pig(t)为t时刻共享储能电站从第i个虚拟电厂购电功率；为t时刻共享储能电站从第i个虚拟电厂购电电价；t为系统运行总时长；cg为共享储能电站的度电电价，具体地，共享储能电站的度电电价cg是由共享储能电站的年化投资成本及年化运行维护成本得出，具体关系式如下所示：
13、
14、式中：cinv为共享储能电站的年化投资成本；com为共享储能电站的年化运行维护成本；cp为共享储能电站的储能功率单位投资；pg为共享储能电站的储能功率；ce为共享储能电站的储能容量单位投资；eg为共享储能电站的储能容量；r为基准折现率；n为共享储能电站运行年限；ko为共享储能电站的单位储能功率运行维护成本系数；km为共享储能电站的单位储能容量运行维护成本系数；qg为共享储能电站的年发电量；η为共享储能电站的能量转换效率；hg为共享储能电站的储电年利用小时数。
15、优选的，步骤(1)中对共享储能电站的约束条件为：
16、共享储能电站电量平衡：
17、
18、共享储能电站功率与容量约束：
19、
20、式中：为共享储能电站的储能功率下限；为共享储能电站的储能功率上限；为共享储能电站的储能容量下限；为共享储能电站的储能容量上限；
21、共享储能电站的运行荷电约束：
22、
23、式中：eg(t)为t时刻共享储能电站的储能电量；eg(t-1)为t-1时刻共享储能电站的储能电量；αa为共享储能电站的充电效率；αr为共享储能电站的放电效率。
24、再者，步骤(1)中建立的以三个虚拟电厂及其共享储能电站为整体组成的上层模型为：
25、上层模型多主体联盟合作博弈数学表达式为：
26、
27、式中：s为多主体合作博弈联盟；kn为三个虚拟电厂博弈参与者；gn为共享储能电站参与者；θx1、θx2、θx3分别为虚拟电厂a、虚拟电厂b、虚拟电厂c的运行策略；θg为共享储能电站充放电策略；fx1、fx2、fx3分别为虚拟电厂a、虚拟电厂b、虚拟电厂c的收益；fg为共享储能电站的收益；为联盟对主体x1状态的控制函数；分别为主体x2、主体x3对主体x1状态的影响程度；xi(s)为效用可转移联盟中的效用向量。
28、进一步，步骤(2)中建立由光伏发电单元、风力发电单元、可控负荷单元所组成的各虚拟电厂单元为下层模型，具体如下：
29、以每个虚拟电厂的最小成本函数为目标函数，其表达式如下：
30、
31、式中：fi为第i个虚拟电厂单元运行总成本，fwind,i为第i个虚拟电厂风力发电单元成本；fph,i为第i个虚拟电厂光伏发电单元成本；fcl,i为第i个虚拟电厂可控负荷用电成本；fgrid,i为第i个虚拟电厂向大电网购电成本；fpu,i为第i个虚拟电厂弃风弃光惩罚费用；fbfg,i为第i个虚拟电厂向共享储能电站购电成本；fbtg,i为第i个虚拟电厂向共享储能电站售电收益；t为系统运行总时长；
32、其中，虚拟电厂中包含的风力发电单元以及光伏发电单元的成本表示为：
33、
34、
35、式中：fwind为三个风力发电单元的总成本；fph为三个光伏发电单元的总成本；fpu为三个虚拟电厂弃风弃光惩罚费用，为第i个虚拟电厂的风力发电单元在t时刻的输出功率；为第i个虚拟电厂的光伏发电单元在t时刻的输出功率；为t时刻的风力发电单位成本价格；为t时刻的风力发电单位上网价格；为t时刻的风力发电单位政府补贴价格；为t时刻的光伏发电单位成本价格；为t时刻的光伏发电单位上网价格；为t时刻的光伏发电单位政府补贴价格；为第i个虚拟电厂的风力发电单元的折算投资成本(元/w)；为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中共享储能电站经济运行模型为：
3.根据权利要求2所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中对共享储能电站的约束条件为：
4.根据权利要求3所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中建立的以三个虚拟电厂及其共享储能电站为整体组成的上层模型为：
5.根据权利要求4所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中建立由光伏发电单元、风力发电单元、可控负荷单元所组成的各虚拟电厂单元为下层模型，具体如下：
6.根据权利要求5所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过夏普利值法对下层各虚拟电厂内部光伏发电单元及风力发电单元出力数据及利益进行分配，具体如下：
7.根据权利要求6所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过采用混合整数规划法结合鲸鱼算法对有共享储能电站参与下的多虚拟电厂运行
8.一种多虚拟电厂运行优化系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行，执行权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中共享储能电站经济运行模型为：
3.根据权利要求2所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中对共享储能电站的约束条件为：
4.根据权利要求3所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中建立的以三个虚拟电厂及其共享储能电站为整体组成的上层模型为：
5.根据权利要求4所述的一种多虚拟电厂运行优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中建立由光伏发电单元、风力发电单元、可控负荷单元所组成的各虚拟电厂单元为下层模型，具体如下：
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇轩，马刚，李伟康，宋伟峰，王舒雨，徐健玮，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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