[发明专利]一种虚拟电厂内部收益分配方法

说明书

本发明公开了一种虚拟电厂内部收益分配方法，包括：获取作为虚拟电厂内成员的分布式发电单元的功率预测数据和虚拟电厂所供用电负荷的功率预测数据；根据虚拟电厂内成员的种类，列出所有可能性的联盟组合；确定每种联盟组合下的优化变量、约束条件和表示收益的特征函数；利用优化变量、约束条件和表示收益的特征函数，采用算法求解每种联盟组合下的虚拟电厂的收益；利用求解的收益，计算虚拟电厂内各个分布式发电单元的表示的基本Shapley值，其中Shapley值表示根据各分布式发电单元对联盟边际贡献的大小而进行的收益分配；计算风险因子；计算风险因子修正改进的Shapley值。

技术领域

本发明涉及电力系统的新能源调度运行技术领域，尤其涉及一种交易日结束之后虚拟电厂(Virtual Power Plant)收益分配方法。

背景技术

随着电力需求的不断增长以及全球范围内能源紧缺、环境污染和气候变化等问题的日益严峻，传统能源发电的弊端日趋凸显，清洁能源成为能源开发主流趋势，实现由不可再生能源向清洁能源的转变加快。虚拟电厂通过先进的控制、计量、通信等技术聚合不可控机组、可控机组、储能系统、可控负荷等多种类型的分布式电源，利用不同分布式电源之间的时空互补性，消纳分布式电源的出力随机性，实现多个分布式电源之间的协调优化运行，以及资源的合理优化配置及利用。虚拟电厂作为对分布式电源接入电网进行有效管理的重要形式，日益受到重视。

虚拟电厂的内部收益分配机制包括均分策略、按容分配策略、等MDP值分配策略、基本Shapley值(Shapley Value)分配策略、核仁分摊策略。均分策略忽略参与者的不同贡献，将利益平均分摊。按容分配策略根据各个参与者出力大小，对利益进行按比例分配。等MDP值分配确保各参与者在该分配策略下的满意度是相同的。基本Shapley值分配是根据各个参与者对联盟的边际贡献进行利益的分配。核仁分摊策略的基本思路是在分配属于核仁的条件下，最不理想的联盟收益也要优于其他分配向量的最不理想的联盟收益。

但是，总体上，目前对于虚拟电厂内部单元收益分配函数的考虑较为简单，未考虑不同类型分布式电源在虚拟电厂组成中所发挥的不同贡献，未对不同成员在虚拟电厂中承担的不同风险进行衡量。然而，虚拟电厂内部的运行管理对象主要包括各种分布式电源、储能系统以及可控负荷等。内部各个对象又可能隶属于不同的所有者。虚拟电厂运行调度形成稳定的输出参与市场获得利润后，需要研究如何对内部分布式电源所做出的贡献进行合理的补偿。运行中，柴油机组等可控分布式电源往往对风电、光伏发电等被动不可控电源起着备用作用。如果单纯地以出力大小评估各个分布式电源的贡献并不能公平地反映其在运行过程中所发挥的作用。同时，如果分配不合理，部分分布式电源可能会选择脱离虚拟电厂，对虚拟电厂的稳定运行造成不容忽视的威胁。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种虚拟电厂内部收益分配方法以克服或减轻现有技术的上述缺陷，确保虚拟电厂的稳定运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种虚拟电厂内部收益分配方法，包括：

获取作为虚拟电厂内成员的分布式发电单元的功率预测数据和虚拟电厂所供用电负荷的功率预测数据；

根据虚拟电厂内成员的种类，列出所有可能性的联盟组合；

确定每种联盟组合下的优化变量、约束条件和表示收益的特征函数；

利用优化变量、约束条件和表示收益的特征函数，采用算法求解每种联盟组合下的虚拟电厂的收益；

利用求解的收益，计算虚拟电厂内各个分布式发电单元的表示的基本Shapley值，其中Shapley值表示根据各分布式发电单元对联盟边际贡献的大小而进行的收益分配；

计算风险因子；

计算风险因子修正改进的Shapley值。

优选地，风险因子为：