一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111832217A(43)申请公布日2020.10.27(21)申请号202010498343.0(22)申请日2020.06.04(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区朱辛庄北农路2号(72)发明人葛丹丹(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人史双元(51)Int.Cl.G06F30/27(2020.01)G06N3/00(2006.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q50/04(2012.01)G06F113/04(2020.01)权利要求书4页说明书10页附图4页(54)发明名称一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法(57)摘要本发明提出一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法，包括：结合实际研究对象，确定虚拟电厂的初步配置方案；确定虚拟电厂优化运行的目标体系，以风电消纳以及系统运行成本作为指标构建目标体系，并构建相应的目标函数；确定可反映系统安全稳定运行的等式约束条件和不等式约束条件，并构建各种约束条件的表达式；根据已确定的目标体系和各种约束条件，构建出多目标优化模型；基于人工蜂巢算法进行多目标优化模型的求解，并校核求解结果的可行性。本发明提出的方法思路是在保障电网安全稳定运行的前提下，充分考虑风电最大消纳以及系统整体经济效益最大化，从而确定虚拟电厂在运行管理过程中的控制策略。CN111832217ACN111832217A权利要求书1/4页1.一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法，包括：步骤1：结合实际研究对象，确定虚拟电厂的初步配置方案；步骤2：将风电消纳以及系统运行成本作为指标，确定虚拟电厂优化运行的目标体系及目标函数；步骤3：确定反映系统安全稳定运行的等式约束条件和不等式约束条件，并构建各种约束条件的表达式；步骤4：根据已确定的目标体系和各种约束条件，构建出风电消纳电量最大以及系统运行成本最低的多目标优化模型；步骤5：基于人工蜂巢算法对所述多目标优化模型进行求解，并校核求解结果的可行性。2.根据权利要求1所述的一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法，其特征在于，所述步骤2中，体现风电消纳电量的函数表达式为：其中，T为调度期间的时段数；NW是风电场个数；是风电场i在t时段的有功调度出力；体现系统运行成本的函数表达式为：CWT(t),CPV(t),CFC(t),CMT(t)和Cj(t)分别是风力发电机组、光伏发电机组、燃料电池机组、微型发电机组、储能设备在t小时的投标价；SGi(t)和SSj(t)分别是分布式电源和储能单元在启动或关停时的成本价；PGrid(t)是t时间段从电网购买或出售的有功功率，CGrid(t)是t时间段的电网电价；Ng和Ns分别代表电源和储能电源的数目；UWT(t),UPV(t),UFC(t),UMT(t)和Uj(t)分别表示某一天的t时间段内各单元的开/关状态；ΔP(t)表示馈线的原始损耗和新损耗之间的差异，CΔP(t)表示ΔP(t)对应的成本价；Ri和Ii分别代表第i支路的电阻和实际电流。3.根据权利要求2所述的一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法，其特征在于，在所述步骤3中，系统运行的等式约束条件为任意时间段内系统功率平衡，其表达式为：2CN111832217A权利要求书2/4页系统运行的不等式约束条件为风力发电限制、光伏发电限制、燃料电池限制、微型汽轮机限制、电网限制、存储设备的充放电限制，各种不等式约束条件的表达式为：t时段风力发电限制PWTmin(t)≤PWT(t)≤PWTmax(t)；t＝1,...,T(6)t时段光伏发电限制PPVmin(t)≤PPV(t)≤PPVmax(t)；t＝1,...,T(7)t时段燃料电池限制PFCmin(t)≤PFC(t)≤PFCmax(t)；t＝1,...,T(8)t时段微型汽涡轮的限制PMTmin(t)≤PMT(t)≤PMTmax(t)；t＝1,...,T(9)t时段电网限制PGridmin(t)≤PGrid(t)≤PGridmax(t)；t＝1,...,T(10)蓄电池的限制PSjmin(t)≤PSj(t)≤PSjmax(t)；t＝1,...,T(11)由于存储设备在每个时间段的充放电率受到限制，可以考虑以下方程和约束:蓄电池不能同时充放电X(t)+Y(t)≤1；t＝1,...,24；XandY∈{0,1}(13)Wess(t)和Wess(t-1)分别为t时刻和t-1时刻电池内部的储能量，Pcharge和Pdischarge是在一定时间内允许的充放电速率，ηcharge和ηdischarge是充放电效率。4.根据权利要求3所述的一种考虑风电消纳的虚拟电厂优化运行方法，其特征在于，所述步骤4中构建的所述多目标