[发明专利]一种虚拟电厂参与日前电力市场的优化投标策略

说明书

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种虚拟电厂参与日前电力市场的优化投标策略。本发明针对虚拟电厂参与日前电力市场投标研究，建立了优化投标模型，提出了优化投标策略，为今后虚拟电厂参与日前电力市场提供了科学理论支持。所建立的成本容量模型，充分考虑了虚拟电厂内部多类型不同需求侧资源出力特性，生成的优化投标策略计及了投标主体内部不同需求侧资源在日前市场投标电量和投标电价，体现了投标策略的优越性。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种虚拟电厂参与日前电力市场的优化投标策略。

背景技术

近年来，风电、太阳能等间歇性能源发展迅猛，随着大规模可再生能源接入，其随机性和间歇性特点使得电力系统安全稳定运行带来一定挑战。燃气轮机、电动汽车、柔性负荷等需求侧资源因其灵活、经济、可靠、环保特点，能有效解决上述问题，因此得到迅速发展。但需求侧资源一般容量较小，且多以分散形式存在，在电力市场上不具有竞争力，亟需协调多类型需求侧资源管理技术出现。

虚拟电厂能有效聚合分散的不同容量等级需求侧资源，通过协调优化控制，能够提高系统整体的稳定性，减轻调度负担，同时作为整体参与电力市场，具有更强的市场竞争力，为用户带来可观收益，有利于调动电力用户参与系统运行的积极性实现资源的高效利用。在需求响应项目中，虚拟电厂聚合的广义需求侧资源主要包括分布式发电(distributed generation，DG)资源、储能资源和负荷资源。其中，DG资源包括2类：一类式是诸如风能、太阳能等间歇式可再生能源，另一类是可控DG资源，如燃料电池、微型燃气轮机、柴油发电机等。储能资源包括静态储能和电动汽车。负荷资源包括不可平移负荷、可平移负荷和可削减负荷等。现在研究关于虚拟电厂参与日前电力市场投标优化，缺少对协调多类型不同需求侧资源出力特性的刻画，没有充分考虑投标主体内部不同需求侧资源在日前市场投标电量和投标电价的获取，没有实现合理协调需求侧资源出力，达到利益最大化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种虚拟电厂参与日前电力市场的优化投标策略，具体技术方案如下：

一种虚拟电厂参与日前电力市场的优化投标策略包括以下步骤：

S1：在各虚拟电厂提交其需求侧资源的投标电量和电价后，以最小成本为优化目标构建调度中心市场出清模型，获取市场出清价格和出清电量；

S2：根据步骤S1得到的市场出清价格，结合虚拟电厂内部需求侧资源的变动运行成本和投标电量，获得该虚拟电厂净收益函数；

S3：以虚拟电厂最大净收益为优化目标，结合其内部各需求侧资源最大容量约束，建立虚拟电厂的投标优化模型；

S4：根据步骤S1获得的市场出清模型的最优性条件，将其作为虚拟电厂投标优化的部分约束条件，从而将步骤S3建立的投标优化模型转化成具有平衡约束的数学规划模型；

S5：采用二进制扩充方法处理步骤S4中的具有平衡约束的数学规划模型中的非线性项，即连续变量乘积，形成混合整数规划模型；

S6：结合虚拟电厂内部需求侧资源的出力特性，确定虚拟电厂参与日前市场的优化投标模型；

S7：采用Yamip/Gurobi软件计算虚拟电厂参与日前电力市场的最大收益投标模型，获取投标电量和投标电价。

优选地，所述步骤S1中的构建调度中心市场出清模型的具体步骤如下：

S11：在各虚拟电厂提交其需求侧资源i的投标电量P_i和投标电价λ_i后，调度中心进行经济调度获取出清电价π_d和出清电量g_i，假设出清电量g_i≥0，其目标函数如下：

式中，I表示所有需求侧资源集合；