[发明专利]虚拟电厂参与日前双重市场的随机-鲁棒优化运行方法

权利要求书

1.一种虚拟电厂参与日前双重市场的随机-鲁棒优化运行方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)根据虚拟电厂内部可控单元的数据信息，将燃料轮机、燃料电池和分布式储能作为可控单元分别进行建模，从而建立虚拟电厂模型；

2)根据日前不同市场间的运行特性，建立虚拟电厂同时参与能量市场和旋转备用市场下应各自满足的约束条件，包括能量市场平衡约束、旋转备用市场平衡约束和虚拟电厂备用约束，并且三种约束之间相互关联；

所述参与能量市场竞标下的能量平衡约束为：

式中：n为燃气轮机和燃料电池的单元数；分别为t时刻第i单元燃气轮机和燃料电池的输出功率；P_l,t，P_w,t，P_v,t分别为虚拟电厂中负荷、风机以及光伏在t时刻的功率大小；P_t^cha,+、P_t^dis,-分别为虚拟电厂中所有分布式储能单元的充、放电功率之和；P_EM,t为虚拟电厂在t时刻参与能量市场的竞标量；

所述参与旋转备用市场竞标的备用功率约束为：

式中：R_SRM,t为t时刻虚拟电厂参与旋转备用市场下的竞标量；分别为t时刻第i个单元燃气轮机、燃料电池参与旋转备用市场的竞标量；

其中燃气轮机和燃料电池的输出功率、参与能量市场的竞标量以及参与旋转备用市场下的竞标量应满足自身容量限制约束：

式中：分别为t时刻第i单元燃气轮机和燃料电池的最大输出容量；

虚拟电厂在参与能量市场竞标与旋转备用市场备用时，燃气轮机和燃料电池要为系统留有一定的备用容量，不包括已参与旋转备用市场部分，系统备用约束为：

式中：R_A,t为t时刻虚拟电厂中备用容量；

3)考虑日前市场下的多种不确定因素，基于日前市场电价的历史信息分析，采用随机场景模拟能量市场与旋转备用市场电价的不确定性，利用拉丁超立方抽样和同步回代场景消除法来生成不同概率下的典型场景；风电、光伏出力和负荷波动以不确定变量的区间集合来代替随机变量确定性的概率分布，获得风电、光伏和负荷相关参数的置信界限，以鲁棒优化处理风机出力、光伏出力和负荷的不确定性；以备用市场部署请求系数模拟旋转备用市场实时调用的随机性；建立虚拟电厂随机-鲁棒优化模型；

4)将步骤3)建立的虚拟电厂随机-鲁棒优化模型与步骤2)的双重市场运行约束相结合，建立虚拟电厂参与日前双重市场的随机-鲁棒优化投标模型，以整体经济性最大为目标，其中主要包括虚拟电厂参与能量市场和旋转备用市场的收益与自身运行成本，虚拟电厂成本是用燃气轮机、燃料电池、分布式储能单元以及环境处理的综合成本函数来表示，通过协调虚拟电厂参与不同市场下的投标策略和优化内部可控设备的出力；

所述虚拟电厂参与日前双重市场的随机-鲁棒优化投标模型的目标函数为：

式中：T为调度周期；分别为场景s下t时刻旋转备用市场的调用电价与容量电价；K_srm为备用市场部署请求系数，K_srm∈[0,1]，K_srm描述备用市场实时调度情况；λ_s,t为场景s下t时刻能量市场电价；π_s为场景s的概率；△t为调度时间间隔；为决策变量；为鲁棒优化辅助变量，ω_s,t，ξ_s,t分别为虚拟电厂中不确定变量与其置信界限的上、下偏离值；分别为虚拟电厂中光伏出力与其置信界限的上、下偏离值；分别为虚拟电厂中负荷与其置信界限的上、下偏离值；分别保证了风电、光伏、负荷的偏离值大于零；随机发电机组的维护费用C_K为其中λ_w,λ_v分别为风电、光伏机组的维护系数；

5)对步骤4)所建立的模型，采用YAMILP+CPLEX求解器进行求解，来获得不同鲁棒系数和备用市场部署请求系数下的日前市场投标策略，系数取值不同，相应决策的鲁棒性不同，得到日前市场不同风险水平下的能量市场与旋转备用市场的投标策略。