计及需求侧响应的虚拟电厂双层优化调度方法.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CN111738497A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010494201.7(22)申请日2020.06.03(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市钱塘新区白杨街道2号大街(72)发明人高明曾平良罗艳斌(74)专利代理机构浙江千克知识产权代理有限公司33246代理人周希良(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q30/02(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书4页说明书11页附图5页(54)发明名称计及需求侧响应的虚拟电厂双层优化调度方法(57)摘要本发明公开了一种计及需求侧响应的虚拟电厂双层优化调度方法。在上层模型中燃气轮机单元和储能设备单元用来补偿风光预测出力与其实际出力的偏差，以上层模型收益最大为目标优化；上层优化出力传递到下层，下层建立计及需求侧响应单元、火电机组单元对负荷进行优化，以经济收益最大为目标优化，通过对火电机组出力寻优得到最优分配出力曲线，在MATLAB2016a软件中调用CPLEX求解器和YALMIP工具箱分别对上层模型和下层模型求解。本发明建立燃气轮机、储能设备、需求侧响应、火电机组的虚拟电厂双层优化模型，考虑风光预测误差对系统收益的影响，该模型可以达到虚拟电厂收益最大化。CN111738497ACN111738497A权利要求书1/4页1.计及需求侧响应的虚拟电厂双层优化调度方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、确定上层模型和下层模型各单元运行策略1-1、上层模型：风光可再生能源为清洁能源，虚拟电厂首先对风光发电的出力进行优先消纳，做到清洁能源的优先利用；储能设备和燃气轮机的运行策略：风光预测出力会有一定的误差，虚拟电厂中的出力偏差为风光预测出力与实际出力之差，通过储能设备和燃气轮机进行补偿修正偏差，使虚拟电厂的实际出力跟踪计划出力进行修正；1-2、下层模型：需求侧响应单元：需求侧响应考虑基于价格的需求侧响应，基于价格的需求侧响应制定分时电价策略，根据分时电价策略引导用户侧进行负荷转移，使用户侧的负荷波动减小，负荷峰谷差减小，起到削峰填谷的作用；火电机组单元运行策略：上层模型优化的风光预测出力传递到下层模型，下层模型中基于价格的需求侧响应优化后的负荷曲线，两者之差为净负荷曲线，各火电机组对净负荷曲线进行出力寻优，得到各火电机组最优出力分配曲线；步骤2、虚拟电厂调度运行2-1、虚拟电厂对次日风光出力曲线进行预测，得到次日虚拟电厂系统每隔一个小时风光的预测出力曲线；2-2、虚拟电厂根据预测的风光出力曲线、配电网分时电价策略、各发电单元运行管理成本、偏差的惩罚成本，对虚拟电厂的次日出力方案进行优化，并向虚拟电厂控制中心申报其次日出力计划；2-3、虚拟电厂控制中心根据申报的次日出力计划，安排各发电单元机组发电出力，各发电单元机组进行协调优化；2-4、根据各单元运行控制策略，虚拟电厂进行经济性协调优化调度，得到次日协调优化调度结果；步骤3、建立上层模型、下层模型目标函数及约束条件上层模型目标函数和约束条件的建立：由于风光发电的预测出力与实际出力有一定的偏差，利用储能设备充放电灵活性特征配合燃气轮机进行协调优化出力，以各时段经济效益最大化为目标函数优化，考虑风光发电、储能设备的运行管理成本，燃气轮机的燃料成本和运行管理成本，以及风光实际出力偏离预测的惩罚成本建立目标函数，综合考虑上层模型各时段功率平衡约束、燃气轮机功率约束、储能设备充放电功率约束和剩余容量约束；下层模型目标函数和约束条件的建立：考虑需求侧响应后的各时段经济性最优为目标优化，为了给负荷侧提供更好的供电可靠性同时保证用户侧电价的合理性，实时峰谷分时电价策略更好的引导用户侧负荷的转移或削减，以达到削峰填谷、减小负荷峰谷差的目的，基于价格的需求侧响应模型中负荷对电价的反应有自弹性和交叉弹性两种，其中自弹性是指本时段电价的变化对本时段负荷的影响，交叉弹性是指本时段电价变化对其他时段负荷的影响，得到净负荷曲线之后对火电机组进行出力寻优，同时求出下层模型最优值；步骤4、确定目标函数和优化变量后，在MATLAB2016a软件中调用CPLEX求解器和YALMIP工具箱分别对上层模型的目标函数f1和下层模型的目标函数f2进行求解，具体步骤2CN111738497A权利要求书2/4页如下：4-1、上层模型中根据光伏、风电的预测出力得出风电、光伏的实际出力，定义每个时段燃气轮机、储能设备充放电功率为变量；4-2、根据目标函数收益最大，考虑风、光、燃气轮机、储能设备的运行管理成本以及各单元的约束条件编写程序；4-3、调用CPLEX求解器对目标函数进行优化，得到燃气轮机和储能设备的出力曲线，目标函数