[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

说明书

本发明涉及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，根据不同能源之间的互补特性，虚拟电厂在满足负荷需求的基础上，以电功率差额参与能量市场投标，以燃料轮机、燃料电池单元的备用容量参与旋转备用市场投标，来获取更高经济效益。同时考虑日前市场下面临的多种不确定因素，建立了虚拟电厂参与日前双重市场下的随机‑鲁棒优化投标模型，对具有不同特征的不确定因素项分别采用随机场景、置信界限和区间的方式来进行建模。以虚拟电厂整体收益最大为目标进行求解，得到日前双重市场下的最佳投标策略。本发明能够有效降低日前市场下的多种不确定性影响，实现虚拟电厂参与日前双重市场投标的协调优化运行。

技术领域

本发明涉及一种虚拟电厂技术，特别涉及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。

背景技术

在电力市场自由开放的环境下，为了避免分布式可再生能源(distributedrenewable energy source，DREs)直接参与电网交易的波动性和分散性，将需求侧的资源聚合为虚拟电厂(virtual power plant，VPP)形式参与电力市场成为了一种新的思路。VPP对需求侧零碎化的资源进行调控整合、不同能源之间协调互补，是减少用电峰谷差值、提高电力系统稳定性和降低DREs不确定性对系统波动影响的灵活高效资源配置方式。在电力市场的不断革新下，使VPP通过有效调控、灵活决策同时参与能量市场(energy market，EM)和旋转备用市场(spinning reserve market，SRM)成为了可能。

虚拟电厂参与多市场下所面临的多种不确定因素，难以预测、以及统一调配难度高，是VPP参与日前市场投标运行迫切解决的问题。

发明内容

本发明是针对日前市场下的多种不确定性因素影响虚拟电厂合理参与电力市场的问题，提出了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，根据不同能源之间的互补特性，虚拟电厂在满足负荷需求的基础上，以电功率差额参与能量市场投标，以燃料轮机、燃料电池单元的备用容量参与旋转备用市场投标，来获取更高经济效益。同时考虑日前市场下面临的多种不确定因素，建立了虚拟电厂参与日前双重市场下的随机-鲁棒优化投标模型，对具有不同特征的不确定因素项分别采用随机场景、置信界限和区间的方式来进行建模。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集，来模拟双重市场下电价的随机性，采用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。最后，以虚拟电厂整体收益最大为目标，利用YAMILP+CPLEX求解器对混合整数线性规划问题进行求解，得到日前双重市场下的最佳投标策略。本发明能够有效降低日前市场下的多种不确定性影响，实现虚拟电厂参与日前双重市场下的投标运行。

本发明的技术方案为：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，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；

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；