[发明专利]一种基于主从合作博弈的多虚拟电厂联合优化调度方法

权利要求书

1.一种基于主从合作博弈的多虚拟电厂联合优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立不同类型虚拟电厂的优化调度模型，包括：

(1)建立多电型虚拟电厂的优化调度模型；

多电型虚拟电厂以聚合发电单元为主，包括燃气轮机、光伏电站、储能单元的终端单元；建立多电型虚拟电厂的优化调度模型，包括以运行成本最小为优化目标的目标函数、燃气轮机的发电成本约束、储能单元的基本运行约束以及整体电能供需平衡约束；

所述以运行成本最小为优化目标的目标函数表示如下：

其中：表示多电型虚拟电厂的运行成本，T表示最大调度周期，分别表示各虚拟电厂与配电网运营商进行交易的购电电价和售电电价，分别表示多电型虚拟电厂向配电网运营商购买的电量和出售的电量，表示燃气轮机的发电成本，其计算公式如下：

式中，a、λ^su、λ^sd分别为固定生产成本、启动成本以及关机成本，分别为0或1整数变量，表示燃气轮机是否工作、启动或关机，K_l表示第l段燃气轮机的出力曲线斜率，表示第l段燃气轮机的出力，表示燃气轮机的总出力，N_l表示燃气轮机的分段总数；

其中，多电型虚拟电厂聚合的储能单元，其基本运行约束如下：

式中，为ESS系统中t时刻存储的电能，表示t-1时刻ESS系统中存储的电能；S^es,min、S^es,max对应ESS系统存储电量的上下限；η_c、η_d分别对应ESS系统的充放电效率；分别表示ESS系统的充放电功率，p^esc,max、p^esd,max分别表示ESS系统充放电功率的上限值；

此外，多电型虚拟电厂的优化调度模型满足的整体电能供需平衡约束如下：

式中，为光伏机组t时刻总出力，为虚拟电厂的固定负荷；

(2)建立少电型虚拟电厂的优化调度模型；

少电型虚拟电厂指大型商业楼宇产消者单元，包括屋顶光伏面板、可中断负荷以及中央空调系统，建立少电型虚拟电厂的优化调度模型，包括以运行成本最小为优化目标的目标函数、可中断负荷的运行约束、中央空调系统的运行约束以及整体电能供需平衡约束；

所述以运行成本最小为优化目标的目标函数表示如下：

其中，表示少电型虚拟电厂的运行成本，表可中断负荷的补偿成本，其具体表达式如下：

式中，n_m表示最大中断等级，为第m级负荷中断补偿价格，为第m级负荷中断量，可中断负荷的运行约束如下：

式中，为第m级的负荷中断系数；为电力负荷；为t时段的负荷中断量；为t-1时段的负荷中断量；L^curt,max为连续时间内负荷中断量的最大值；

其中，少电型虚拟电厂的中央空调系统，其调控过程中应满足如下运行约束：

式中，分别表示蓄冷槽的蓄冷量、释冷量以及制冷剂的释冷量，μ_ch、μ_st、μ_re分别为各类设备的能量转换效率，P_t^cold为CACS总体耗电量；

此外，少电型虚拟电厂的优化调度模型满足的整体电能供需平衡约束如下：

(3)建立自平衡型虚拟电厂的优化调度模型；

自平衡型虚拟电厂为居民侧产消者，聚合单元包括电动汽车负荷、可转移负荷以及屋顶光伏面板，建立自平衡型虚拟电厂的优化调度模型包括以运行成本最小为优化目标的目标函数、电动汽车运行成本约束以及可转移负荷量约束、整体电能供需平衡约束；

所述以运行成本最小为优化目标的目标函数表示如下：

式中，表示自平衡型虚拟电厂的运行成本，分别表示电动汽车电池损耗成本以及可中断负荷补偿成本，计算如下：

式中，N_v表示EV数量；表示第v辆EV的电池购买成本；为EV电池周期内充放电循环次数；为EV电池容量；为EV的电池放电深度；为EV的放电功率；为EV放电效率；表示EV行驶距离；E_v为EV单位行驶距离所消耗的功率；λ^shift为转移负荷的补贴电价，表示实际的负荷转移量；

最后，自平衡型虚拟电厂的优化调度模型满足的整体电能供需平衡约束如下：

式中，表示电动汽车的充电功率，为转移后的实际负荷大小；

步骤2：基于建立的不同类型虚拟电厂优化调度模型，建立配电网运营商与多个虚拟电厂的主从博弈模型，并结合粒子群算法迭代求解主从博弈模型得到求解结果；

步骤3：根据求解结果，采用Shapley值法进行合作利润的再分配，并输出最终求解结果。