[发明专利]一种虚拟电厂动态灵活性评估方法

说明书

本发明涉及一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，属于电力系统运行控制技术领域。该方法将虚拟电厂等值为一个等效储能设备和一个等效发电机，并通过鲁棒优化方法将两类设备之间的网络约束条件解耦合，随后利用两阶段鲁棒优化算法计算等效储能设备和等效发电机参数，最终实现了对分布式资源的调节能力精确刻画，为虚拟电厂参与电网调控提供了科学决策依据，在实际应用中具有较大价值。

技术领域

本发明属于电力系统的运行控制技术领域，特别涉及一种虚拟电厂动态灵活性评估方法。

背景技术

虚拟电厂是多个分布式能源资源在配电网中的有机结合体，虚拟电厂运营商通过配套的调控技术来实现内部各资源的优化调度，从而将虚拟电厂作为一个特殊的电厂参与电网的运行。然而，虚拟电厂内部灵活性资源的特性各异，且虚拟电厂各设备输出功率受网络约束条件的限制。因此，在虚拟电厂的优化运行中，即需要满足设备的容量约束条件、支路容量约束条件和节点电压约束条件，还需要满足储能设备的能量约束条件和爬坡约束条件等时间耦合约束条件，这给虚拟电厂的灵活性评估工作带来了困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，在考虑虚拟电厂内部设备的运行约束的前提下，快速求解虚拟电厂在并网点处有功功率的灵活性范围约束条件，最大限度地探索了虚拟电厂输出有功功率的灵活性范围，为电网的科学调度和决策提供参考。

本发明的目的是构建一种虚拟电厂动态灵活性评估方法。首先，构建虚拟电厂的分布式能源资源模型、虚拟电厂三相不平衡网络模型；其次，将虚拟电厂内部设备分解为储能类和发电机类两类设备，基于鲁棒优化方法，提取等效储能设备和等效发电机的运行约束条件；最后，基于两阶段鲁棒优化算法，分别求解等效储能设备和等效发电机的约束参数。所提出的方法实现了考虑时间耦合约束的虚拟电厂动态灵活性评估，与现有方法相比，物理意义更加明确，而且充分探索了虚拟电厂的灵活性范围，减小了对虚拟电厂灵活性的浪费，在实际应用中具有较大价值。

本发明提出的一种虚拟电厂动态灵活性评估方法，该方法包括以下步骤：

(1)构建虚拟电厂的分布式能源资源模型

(1.1)燃气轮机

燃气轮机的输出功率约束条件如下：

其中，表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t的输出无功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最大输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最小输出有功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最大输出无功功率；表示节点i处ψ相的燃气轮机的最小输出无功功率；表示节点i处的燃气轮机在时刻t的输出有功功率。

燃气轮机的有功功率的爬坡约束条件如下：

其中，r_i^CHP表示节点i处的燃气轮机的爬坡参数，表示节点i处ψ相的燃气轮机在时刻t-1的输出有功功率。

(1.2)储能设备

储能设备的输出功率约束条件如下：

其中，表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净输出有功功率；表示在t时刻节点i处ψ相的储能设备的净输出无功功率；表示节点i处ψ相的储能设备放电有功功率最大值；表示节点i处ψ相的储能设备充电有功功率最大值；表示节点i处ψ相的储能设备的最大容量；表示在t时刻节点i处的储能设备的净输出有功功率。

将式(6)近似为如下线性化形式：