[发明专利]一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法

权利要求书

1.一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)建筑负荷需求预测；具体方法为：

1-1)获取虚拟电厂对应建筑的所在区域的天气参数以及该建筑的建筑维护结构传热特性参数和空调系统特性参数；

1-2)基于步骤1-1)获取的参数，采用正向建模方法，计算该建筑全年的冷、热、电逐时负荷需求；通过聚类获得该建筑逐月典型日的逐时冷、热、电负荷需求并作为该建筑负荷需求预测结果；

2)获取该建筑所在区域的近三年的历史天气参数，重复步骤1)，将该三个年份作为三个场景，对该三个场景进行建筑负荷需求预测；

根据每个场景的建筑负荷需求预测结果，分别确定该建筑逐时冷、热、电负荷的最大、最小值并作为对应负荷的调节范围；

3)通过基于能源资源条件分析，获得该建筑所在区域可再生能源的出力预测；

所述能源资源条件包括该区域光伏和风力可利用资源，分别计算该区域分布式光伏的输出功率和分布式风电输出功率，并将计算结果作为该区域的可再生能源的出力预测结果；

4)建立虚拟电厂聚合资源的容量优化模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：

4-1)确定模型的目标函数；

模型的目标函数是虚拟电厂年费用最小，其中年费用包括设备投资折合年费用C_Inv、年运行维护费用C_OM、年运行耗能费用C_Fuel；

将步骤1)确定的典型日作为优化的时间长度，建立目标函数表达式如下：

min C_TAC＝C_Inv+C_OM+C_Fuel

其中，I_equ代表各设备单位容量的价格；Cap_equ为决策变量，代表任一设备的额定容量；γ是贴现率；ι_equ代表各个设备的使用寿命；O_om,equ代表各设备的运维费用；E_equ,m,hr代表设备逐时输出能量；V_gas,m,hr为设备的逐时用气量；P_gas,m,hr为燃气价格；d_m为对应月份的天数；hr代表逐时；

4-2)确定模型的约束条件；具体如下：

满足建筑用户需求的能量平衡方程约束：

式中，t代表时刻，代表不同设备t时刻输出的能量；分别代表储能设备t时刻储存和释放的能量，Ei_d,t代表t时刻对用能负荷的能量需求；

设备约束：

Cap_equ,max≥Cap_equ≥Cap_equ,min

bin_equ,m,hrCap_equ≥E_equ,m,hr

E_equ,m,hr≥bin_equ,m,hrω_equCap_equ

式中，Cap_equ,max、Cap_equ,min分别各设备在建筑应用的最大容量和最小容量；bin_equ,m,hr取0或1，表征该设备在此刻是否运行，取0为该设备在该时刻停运，取1表示该设备在该时刻正常运行；ω_equ代表该设备的最低负荷率；

满足分布式电源个体的弃电约束：

式中，为在t时刻虚拟电厂聚合的第i个分布式电源电站实际出力；D_dg,i为虚拟电厂聚合的第i个分布式电源额定出力；

可再生能源电站的可再生能源消纳比例约束：

式中，λ_i为第i可再生能源电站在T时间范围内可再生能源消纳比例限制；

燃气电站、资源综合利用系统的运行小时数约束：

式中，κ_i为第i个燃气发电站或资源综合利用系统在T时间范围内最小运行小时数；

储能系统约束：

式中，为保证储能系统回收期限的最低储能电量；D_es,k、分别为储能系统的额定容量和t时刻的储电量；

5)采用混合整数规划方法，对步骤4)建立的模型求解，得到虚拟电厂各设备的额定容量Cap_equ的最优解，即为最终的虚拟电厂聚合资源的容量优化结果。