[发明专利]计及综合效率评价的虚拟电厂组建方法

说明书

本发明涉及电气设备及电气工程、发电和供电，为能够确定出使得虚拟电厂整体势函数最大的虚拟电厂成员选择方案，既有利于优化虚拟电厂成员整体素质，提高服务水平和供电能力，同时可以让各成员获得满意的经济收益。本发明，计及综合效率评价的虚拟电厂组建方法，在CCR模型、交叉效率CCR模型基础上，通过博弈交叉效率CCR模型，利用增加二级约束对平均交叉效率模型进行修正，建立虚拟电厂成员评价指标体系，建立计及综合效率评价的虚拟电厂成员数学模型，最终建立基于势博弈的虚拟电厂成员选择模型，实现高效的虚拟电厂组建，本发明主要应用于虚拟电厂组建场合。

技术领域

本发明涉及电气设备及电气工程、发电和供电等，具体涉及计及综合效率评价的虚拟电厂组建方法。

背景技术

1、虚拟电厂

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是解决新能源消纳受限、电源规模过剩以及电能供过于求等问题的一种有效技术手段。虚拟电厂通过先进的通信技术和网络技术聚合发电机组、储能设施和可控负荷等多种类型的电力资源，形成一个虚拟主体参与电网管理和电力市场，从而实现资源的优化配置和高效利用。通过建立电力系统中各类主体的多元互补合作关系，虚拟电厂使得多种发电形式以及可调节负荷在同一控制中心的协调下进行合作，既可以平抑新能源电力的波动性和不确定性，提高风电和光电的消纳比例，合理安排电源的利用，同时也可以灵活调节负荷产能，使电源出力和负荷曲线高峰、低谷时段尽可能重合，促进负荷侧高效用电，实现供给和需求的平衡。

2、数据包络分析法

数据包络分析法(data envelopment analysis,DEA)是用来计算一组决策单元(decision making unit,DMU)的相对效率，为决策者提供决策依据的综合评价方法。它突破了传统效率评价方法中评价对象只能由单个输入指标和单个输出指标描述的局限性，将效率评价问题推广到了更复杂的多输入、多输出的应用场景中，可以应用于数学、工程科学等诸多领域，具有广泛的适用性。DEA的研究对象是一组同质的DMU，根据各DMU的综合效率值判断其是否位于生产前沿面上，在避免主观因素、简化算法流程和降低误差方面有着巨大的优势。

3、势博弈

势博弈(potential game)理论由Monderer和Shapley在1996年提出，包括序数势博弈、加权势博弈和完全势博弈三种类型。完全势博弈的性质说明，求策略博弈的纳什均衡解与求势函数最大值的最优化问题等价，通过构造合理的势函数，可以将完全势博弈转化为最优化问题进行求解。虚拟电厂的成员选择过程可以看作是一个多方参与，相互作用，在保证参与者利益的前提下使整体效用最大化的策略博弈过程。此外，虚拟电厂具有成员效益提高会使整体效益得到改善的特点。因此可以基于势博弈理论，以虚拟电厂整体效用为主体构建势函数，建立虚拟电厂成员选择模型，求解使虚拟电厂整体效用最大化的成员选择方案。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出计及综合效率评价的虚拟电厂成员选择模型，在综合考虑了候选电力企业综合评价结果和各成员经济效益的基础上，能够确定出使得虚拟电厂整体势函数最大的虚拟电厂成员选择方案，既有利于优化虚拟电厂成员整体素质，提高服务水平和供电能力，同时可以让各成员获得满意的经济收益。模型对虚拟电厂成员进行选择的过程客观、有效，算法原理简单，易于转化为编程语言，从而可以利用此方法合理有效地进行虚拟电厂的规划。为此，本发明采取的技术方案是，计及综合效率评价的虚拟电厂组建方法，步骤如下：

CCR模型

对于k个DMU，每个DMU用m个输入指标和n个输出指标进行评价，则称DMU_i，的所有输入指标组成的向量为其输入向量：

X_i＝(x_1i,x_2i，…,x_mi)^T i＝1,2,…，k (1)