[发明专利]一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法

说明书

本发明公开了一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法，建立了包括上层设备定容层和下层设备选址层的虚拟电厂双层协调扩展规划模型，上层考虑虚拟电厂总投资运行投入最低，并同时考虑了规划方案对下层运行投入的影响，以设备建设容量、变压器及水泵的待建设状态、与外界交互的电能、热能量为决策变量，并将决策变量传递给下层；在下层的设备选址问题中，以产生的能源传输投入、燃料投入最低为目标，并根据上层的宏观规划方案，确定下层的决策变量，即各个设备的安装地址，并将下层的决策变量与目标函数统一返回至上层，如此反复迭代，直至达到上下层都满意的协调解，从而确定虚拟电厂的扩展规划方案。

技术领域

本发明涉及电力系统规划领域，特别是涉及一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法。

背景技术

近年来，分布式能源的广泛应用以及互联网技术的深度融合是能源互联网的主要特征之一。大量分布式资源的发展使得未来电网资源呈现出分布式小容量、资源种类多样、数量规模庞大、地域分散等特征，难以通过电网调度中心集中调度的方式对这些资源进行调控，将对电网的安全可靠运行造成不可忽视的影响。同时，各类分布式能源具有一定的调节能力，又为电网提供了可以利用的资源。基于云计算、物联网及先进的ICT技术,虚拟电厂是整合管理分布式资源的一种有效模式。虚拟电厂既可以应用在用户侧,包括居民用户、工商业用户等不同类型,也可以应用在发电侧,包括冷热电联产、小型风场、小型水电站等。

目前，针对虚拟电厂的研究内容，多集中于优化调度与交易竞价方面，而在虚拟电厂优化配置方面所做的工作相对较少。面对虚拟电厂内部日益增长的负荷需求，虚拟电厂也面临扩展规划的必要，研究各类型分布式资源的运行特性，统筹考虑多种能源的需求，实现对各类资源的优化配置，既是构建多能虚拟电厂需要解决的关键技术问题之一，也可为其优化运行提供基础和指导。

目前在虚拟电厂的扩展规划研究领域已有一定的成果，但是，现有的关于虚拟电厂扩展规划的研究大多未考虑能源传输价值投入，事实上，由于虚拟电厂的聚合将占用一定的公共资源，能源传输价值投入是不可忽视的部分，在虚拟电厂规划时忽略能源传输价值投入将使得整体规划方案出现偏差。

发明内容

发明目的：为了应对虚拟电厂内部日益增加的能源需求，本发明考虑总投资运行投入，建立虚拟电厂扩展规划模型，提供了一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法。

技术方案：一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法，包括以下步骤：

步骤1、根据虚拟电厂区域内各个负荷节点的地理位置、以及用能情况，基于各节点初始负荷信息，预测各节点新增负荷量，从而确定总负荷需求，其中，负荷节点表示虚拟电厂区域内的用电用热终端，这些负荷节点处可以安装其它能源设备来供能；

步骤2、以总投资建设投入和运行投入最低为目标，建立上层设备定容层模型，所述上层设备定容层模型以设备建设容量、变压器及水泵的待建设状态、与外界交互的电能、热能量为决策变量；

步骤3、以总运行投入最低目标，建立下层设备选址层模型，所述下层设备选址层模型以需安装设备的负荷节点位置为决策变量；

步骤4、上下层通过各自的决策变量，采用交替迭代求解策略实现上下层模型的协调运行；

步骤5、确定虚拟电厂扩展规划方案，即虚拟电厂的设备建设容量、变压器及水泵的待建设状态、与外界交互的电能、热能量、需安装设备的负荷节点：

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