[发明专利]基于相关机会规划的虚拟电厂多目标竞价的调控优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于相关机会规划的虚拟电厂多目标竞价的调控优化方法。

背景技术

风电、光伏等可再生能源一定程度上缓解了人类的能源危机，然而随着可再生能源并网容量的逐年增长，其间歇性、波动性和不确定性对电网造成的冲击也日益严峻，限制了其大规模并网应用。

电动汽车作为一种资源节约型和环境友好型的新型交通工具日益兴起，且随着电池等相关技术的不断发展将有广阔的市场前景。电动汽车除了作为运输工具这一固有属性外，还可以作为大量分散的廉价的储能装置。然而单台电动汽车电池容量较小，不足以参与电网调控。电动汽车换电站通过电池租赁的形式为电动汽车用户提供更换电服务，操作简便快捷，而且可以对电池进行统一的充放电管理，更有利于参与电网调控，发挥规模化效益。

将可再生能源与电动汽车换电站等储能装置打捆，以虚拟电厂的形式参与电网调控是解决可再生能源大规模并网瓶颈的有效途径。虚拟电厂通过对储能装置的充放电进行控制来配合可再生能源发电，可以平滑可再生能源的输出功率，使虚拟电厂更好的跟踪其发电计划。

目前将储能和可再生能源打捆并网的调控研究，目标往往聚焦在虚拟电厂的收益上，却忽略了环境因素和电网供电的效率等因素，无法达到节能减排目标，提高用户的满意程度，而这些目标难以以定量的收益的形式在目标函数中予以体现。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于相关机会规划的虚拟电厂多目标竞价的调控优化方法，本方法针对风电场和电动汽车换电站构成的虚拟电厂运行特点，建立了三个可以量化的管理运行指标：弃风量指标、未被满足换电量指标和收益指标，并以此为目标，基于相关机会规划思想，构建了虚拟电厂的多目标竞价模型。模型兼顾了虚拟电厂的环境目标、用户满意度目标和经济目标，同时考虑了风电和换电需求的不确定性以及管理者的风险偏好程度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于相关机会规划的虚拟电厂多目标竞价的调控优化方法，包括以下步骤：

(1)确定虚拟电厂的管理指标，根据环境指标、用户满意度指标和经济指标构建虚拟电厂模型；

(2)基于相关机会规划方法，将换电站充放电功率作为决策量，以风电场实际出力、电动汽车用户的实际换电需求为随机变量构建虚拟电厂竞价模型；

(3)结合换电站充放电功率约束、换电站存储电量约束、周期末电量约束，对虚拟电厂竞价模型进行多目标优化；

(4)计算各个场景下三个管理指标满足的概率，确定最优的换电站计划充放电功率和虚拟电厂的计划出力。

所述步骤(1)中，虚拟电厂包括风电场和电动汽车换电站，风电场为电动汽车换电站提供能源，电动汽车换电站利用风电为电动汽车用户提供更换电池服务，还为风电提供备用。

所述步骤(1)中，虚拟电厂的管理指标，按照各自优先级由高到低排序为：环境指标、用户满意度指标和经济指标。

所述步骤(1)中，环境指标量化为弃风量指标Q_ws。

Σt=1NtPwq(t)·Δt≤Qws---(3)]]>

其中，N_t为时段数，Δt为单位时段长度，P_wq(t)为t时段的弃风功率。

用户满意度指标量化为未被满足换电量指标Q_ds：