虚拟电厂源荷储互动模型构建方法及装置与流程

本发明属于电力市场，具体涉及一种虚拟电厂源荷储互动模型构建方法及装置。

背景技术：

1、碳中和、碳达峰背景和目标的驱动下，我国大力推动能源绿色转型，以坚强智能电网为枢纽平台，以源、网、荷、储互动与多能互补集成为支撑，集中式发电与分布式发电结构并举，构建以新能源为主体的更加清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的新型电力系统。然而，分布式能源和分布式储能的加入，让原有的电力系统变得更加复杂，而新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。

2、虚拟电厂通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、微网、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调协同优化，参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。它可以聚合各类分布式资源，挖掘负荷侧的灵活性资源和调节潜力，成为提升电力系统调节能力和保障电力供应的重要手段。

3、虚拟电厂如何控制各种多样化资源参与多种电力市场交易，其关键和难点在于对资源进行协调控制和优化调配，以及实现快速响应。目前国内虚拟电厂技术尚未成熟，大部分虚拟电厂已经能够实现用户用能监测以及初步的管理和控制，但亟需一种用于虚拟电厂各子系统的统筹规划和调度的模型。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种虚拟电厂源荷储互动模型构建方法及装置，以解决现有技术中亟需一种用于虚拟电厂各子系统的统筹规划和调度的模型的问题。

2、为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种虚拟电厂源荷储互动模型构建方法，包括：

3、构建新能源出力模型、负荷模型以及储能模型；

4、利用所述新能源出力模型得到预测出力数据、利用所述负荷模型得到负荷预测数据以及利用所述储能模型得到储能预测数据；

5、基于所述预测出力数据、负荷预测数据以及储能预测数据，构建以虚拟电厂整体收益最大化、运行成本最小化为目标的目标函数，并对所述目标函数设定约束条件，得到虚拟电厂源荷储互动模型。

6、进一步的，所述新能源出力模型包括：光伏出力模型和风电出力模型；

7、所述负荷模型包括：激励型需求响应模型和价格型需求响应模型。

8、进一步的，所述约束条件，包括：

9、新能源出力约束，

10、

11、

12、其中，分别为新能源机组w在时段t的短期功率预测正偏差和负偏差，pw,t为新能源机组w在时段t的计划出力；为新能源机组w在时段t的短期功率预测；为新能源机组w在时段t的实际功率；

13、常规出力约束，gi,t-gi,t-1＝yi,t-zi,t其中，gi,t为机组i在时段t的0/1运行状态决策变量，zi,t为机组i在时段t的0/1停机决策变量，分别为机组i在时段t的最大、最小技术出力；yi,t机组i在时段t的开机决策变量。

14、爬坡约束，

15、

16、

17、其中，为运行机组i处于正常出力区间内，爬坡速率的最大值；代表运行机组在正常出力区间范围内时，下爬坡速率的最大值；pi,t为机组i在时段t的有功功率。

18、储能系统电池soc状态约束，

19、

20、

21、其中，为储能系统e在时段t的放电功率，为储能系统e在时段t的充电功率；ee,t为储能系统e在时段t的电能量；为储能系统e充电效率，为储能系统e放电效率，分别为储能系统e的soc上下限，为储能系统的电能量上限；δt为t和t-1时段的间隔。

22、储能功率单元充放电功率约束，

23、

24、其中，分别为储能系统e的最大、最小充电功率，；分别为储能e系统的最大、最小放电功率；

25、储能功率单元充放电功率约束，

26、

27、其中，为储能系统e允许的最大循环次数；

28、可控负荷运行约束，

29、

30、

31、

32、其中，ql,s,t为场景s对应的pbdr负荷削减量；dl,s,t为零售用户在场景s中的基线负荷；el,t为用户负荷需求的价格弹性；rl,t为调整后的电价；rl,t,0为面向零售用户l的售电基准电价；分别为零售用户负荷l在时段t的最大、最小可响应容量；分别为零售用户负荷l全天用电量正、负调节范围；

33、虚拟电厂的内部功率平衡约束，

34、

35、其中，pvpp,t为虚拟电厂t时刻的对外总出力，pvpp,t<0表示需要向外购电；为负荷调整量。

36、进一步的，所述目标函数，包括：

37、

38、

39、其中，为虚拟电厂中长期合约价格；为虚拟电厂在批发市场中购电/售电价；为日前现货偏差结算价格；为储能系统e运行成本即根据充放电量的折旧成本；为面向零售用户负荷的负荷调整成本；为负荷调整量；pr(s)为场景s发生的概率；为新能源短期偏差考核费用、为新能源超短期偏差考核费用；为储能系统e运行成本为根据充放电量的折旧成本；为面向零售用户负荷的负荷调整成本。

40、进一步的，采用以下方式计算虚拟电厂t时刻的对外总出力，

41、

42、其中，为场景s下的负荷调整量；为储能系统e在场景s下时段t的放电功率；为储能系统e在场景s下时段t的充电功率。

43、进一步的，采用以下方式计算新能源短期偏差考核费用，

44、

45、其中，为风电机组w的短期功率预测值，为日前现货价格；κda为短期功率预测偏差考核阈值，ξ为偏差考核系数。

46、进一步的，采用以下方式计算新能源超短期偏差考核费用，

47、

48、其中，pw,s,t为场景s下风电机组w的实际功率。

49、进一步的，还包括：

50、求解所述虚拟电厂源荷储互动模型，得到分布式电源、储能及负荷的运行曲线。

51、本技术实施例提供一种虚拟电厂源荷储互动模型构建装置，包括：

52、预构建模块，用于构建新能源出力模型、负荷模型以及储能模型；

53、获取模块，用于利用所述新能源出力模型得到预测出力数据、利用所述负荷模型得到负荷预测数据以及利用所述储能模型得到储能预测数据；

54、构建模块，用于基于所述预测出力数据、负荷预测数据以及储能预测数据，构建以虚拟电厂整体收益最大化、运行成本最小化为目标的目标函数，并对所述目标函数设定约束条件，得到虚拟电厂源荷储互动模型。

55、进一步的，还包括：

56、求解模块，用于求解所述虚拟电厂源荷储互动模型，得到分布式电源、储能及负荷的运行曲线。

57、本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

58、本发明提供一种虚拟电厂源荷储互动模型构建方法及装置，本技术通过新能源出力模型、负荷模型以及储能模型得到预测出力数据、负荷预测数据以及储能预测数据，在源-荷-储联动运行的场景下，基于源荷储子系统的约束，以虚拟电厂整体收益最大化、运行成本最小化为目标，构建目标函数，构建虚拟电厂源荷储互动模型，最终得到虚拟电厂源荷储资源的协调出力的最优运行方案。本技术构建新能源出力模型和储能模型；对于负荷子系统，考虑可控电负荷和可控热负荷，基于源荷储子系统的约束，以虚拟电厂整体收益最大化、运行成本最小化为目标，构建目标函数，得到虚拟电厂源荷储资源的协调出力的最优运行方案。