[发明专利]一种基于全景理论的虚拟电厂组建方法

说明书

本发明涉及一种基于全景理论的虚拟电厂组建方法，包括以下步骤：1)定义全景理论在虚拟电厂的组建的应用；2)聚合多种分布式电源构建虚拟电厂主体；3)以虚拟电厂的组建总成本最小作为第一目标函数，虚拟电厂内分布式电源聚合能量最小作为第二目标函数建立虚拟电厂组建模型，并构建虚拟电厂组建模型中的约束条件；4)采用混合整数线性规划法进行求解，获取分布式电源的参数信息，并根据分布式电源的参数信息组建虚拟电厂。与现有技术相比，本发明具有快速可靠、可行性高、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及虚拟电厂优化领域，尤其是涉及一种基于全景理论的虚拟电厂组建方法。

背景技术

虚拟电厂概念的核心为“聚合”，目的是解决以风电、光伏发电机组为代表的分布式电源单独并网运行技术上的困难。将这类分布式电源分类聚合成为一个整体，对外体现出发电厂的出力特性，是解决上述问题的有效方法，构成以分布式电源为主体的虚拟电厂。另外，将大量电动汽车充电负荷进行统一管理，参与相应机制，构成需求响应型虚拟电厂，可以更好发挥可控负荷在经济性和安全性上的效益。

截止目前很少有对虚拟电厂组建各组成部分的研究。但考虑到组建虚拟电厂的主要成员为分布式电源等，因此对风电场、微网、综合能源系统等进行规划的研究成果，对于虚拟电厂的组建问题具有借鉴意义。某些文献建立了包括储能及需求响应在内的虚拟电厂模型，研究了由间歇性可再生能源、储能系统和一个传统电厂构成的虚拟电厂，将电动汽车引入虚拟电厂，考虑其作为电源与负荷的双重特性建立了考虑环境成本及发电成本的多目标模型。另有文献考虑虚拟电厂内部各发电单元的发电成本和可调度容量，建立评价各发电单元的适应度函数，提出了一种考虑各方共赢的均衡调度策略。

因此，急需构建一种基于全景理论的虚拟电厂模型，同时考虑虚拟电厂组建的总成本以及出力的波动性构建虚拟电厂多目标模型进行分布式电源参数优化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于全景理论的虚拟电厂组建方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于全景理论的虚拟电厂组建方法，包括以下步骤：

1)定义全景理论在虚拟电厂的组建的应用；

2)聚合多种分布式电源构建虚拟电厂主体；

3)以虚拟电厂的组建总成本最小作为第一目标函数，虚拟电厂内分布式电源聚合能量最小作为第二目标函数建立虚拟电厂组建模型，并构建虚拟电厂组建模型中的约束条件；

4)采用混合整数线性规划法进行求解，获取分布式电源的参数信息，并根据分布式电源的参数信息组建虚拟电厂。

所述的步骤1)中，全景理论作为一种聚合方法，以系统能量函数的减小为基础，通过确定分布式电源的组合方式预测虚拟电厂范围内资源聚合的最佳情况，全景理论在虚拟电厂的组建的应用包括匹配度参数、损耗度以及系统能量，所述的匹配度参数用以表示两个成员(分布式电源)聚合在一起运行的适配程度，匹配度越大证明两个成员在一起联合运行的潜力越大，所述的损耗度由分布式电源的分组情况、成员的规模参数，成员个体间的匹配度以及成员个体之间的距离决定，当匹配度较大的两个个体(分布式电源下的风电、光伏、储能、电动汽车)不在同一组时，则会增大分组的损耗度，反之，则会减少分组的损耗度，所述的能量函数由成员的规模参数、联合运行的匹配度和成员个体间的距离决定，当两个匹配度大的个体在同一分组且两个匹配度小的个体不在同一分组时，系统能量越低，通过上述定义，利用全景理论能量函数求解分布式电源的最佳分组，即虚拟电厂内分布式电源的聚合情况。

所述的步骤2)中，分布式电源包括风电、光伏、储能设备和电动汽车。

对于风电和光伏，虚拟电厂在风电和光伏出力范围之内优先利用，并通过桨距角和逆变器使其出力在一定范围内可调，其数学模型表达式为：