一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法，屬于虛擬電廠運(yùn)行領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著不斷增長(zhǎng)的能源需求和化石燃料日益緊缺，世界各國正在積極倡導(dǎo) 高效環(huán)保的能源供應(yīng)形式，許多具有挑戰(zhàn)性的新型能源供應(yīng)方式正在世界范圍內(nèi)興起，其 中常見的形式為聚合分布式的可再生能源參與大電網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)行。在不同種類的可再 生能源中，風(fēng)力發(fā)電是眾多組織形式中最為可靠、穩(wěn)定的一種。歐盟的風(fēng)機(jī)容量由1990年 的1.743GW迅速增長(zhǎng)為2010年的194GW，同時(shí)，世界范圍內(nèi)約占12%的能源由風(fēng)電提供。 由于可再生自身存在的隨機(jī)性與間歇性，可再生能源單獨(dú)參與大電網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)行會(huì) 對(duì)其造成極大的沖擊，因此可以以可再生能源發(fā)電聯(lián)合傳統(tǒng)發(fā)電及儲(chǔ)能形式，以虛擬電廠 (virtualpowerplant，VPP)的形式參與大電網(wǎng)和電力市場(chǎng)的運(yùn)行，可有效克服上述缺點(diǎn)， 提高可再生能源發(fā)電的利用率和整體的經(jīng)濟(jì)收益。但是在虛擬電廠運(yùn)行過程中，傳統(tǒng)發(fā)電 機(jī)組的二次發(fā)電成本曲線的建模過程比較復(fù)雜，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明提供了一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法，簡(jiǎn)化建模過程，減少計(jì)算時(shí) 間。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] ：本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法，包括以下步 驟：
[0005] 建立魯棒混合整數(shù)線性規(guī)劃模型；
[0006] 建立電力系統(tǒng)運(yùn)行滿足的成本約束、出力約束、啟停時(shí)間約束，其中傳統(tǒng)能源發(fā)電 的成本約束為：
[0007]ct(pt) =a*ut+b*p1；t+c*p2；t
[0008] Pt=P1;t+P2,t
[0009] utG{〇，l}
[0010] 式中：Pt為t時(shí)段虛擬電廠的出力，ct為t時(shí)段的成本，a、b、c為t時(shí)段成本分段 線性化系數(shù)，Pl，t、p2，t為t時(shí)段分段1、分段2的出力，ut表示發(fā)電機(jī)t時(shí)刻是否工作，若是 則置1，否則置〇;
[0011] 設(shè)定迭代次數(shù)、迭代步長(zhǎng)和魯棒系數(shù)；
[0012] 求解得出參與市場(chǎng)運(yùn)行的虛擬電廠最優(yōu)競(jìng)標(biāo)結(jié)果。
[0013] 優(yōu)選地，所述的虛擬電廠由風(fēng)電、燃?xì)廨啓C(jī)組、抽水蓄能電站組成的傳統(tǒng)能源與可 再生能源聯(lián)合的新型發(fā)電形式。
[0014] 優(yōu)選地，所述的虛擬電廠可參與大電網(wǎng)與電力市場(chǎng)的運(yùn)行。通過求解一系列的魯 棒混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，可以得出虛擬電廠參與市場(chǎng)運(yùn)行的時(shí)競(jìng)標(biāo)曲線。同時(shí)在平衡市 場(chǎng)中，當(dāng)虛擬電廠實(shí)際出力小于合約時(shí)可購買電能以平衡不平衡功率或接受不平衡處罰。
[0015] 優(yōu)選地，所述的目標(biāo)函數(shù)中，虛擬電廠參與市場(chǎng)運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法，其特征在于，包括以下步驟： 建立魯棒混合整數(shù)線性規(guī)劃模型； 建立電力系統(tǒng)運(yùn)行滿足的成本約束、出力約束、啟停時(shí)間約束，其中傳統(tǒng)能源發(fā)電的成 本約束為： ct(pt) =a*ut+b*p1;t+c*p2，t Pt= P l，t+P2，t UtG{〇, 1} 式中：pt為t時(shí)段虛擬電廠的出力，ct為t時(shí)段的成本，a、b、c為t時(shí)段成本分段線性 化系數(shù)，Pl,t、p2,t為t時(shí)段分段1、分段2的出力，ut表示發(fā)電機(jī)t時(shí)刻是否工作，若是則置 1，否則置〇 ; 設(shè)定迭代次數(shù)、迭代步長(zhǎng)和魯棒系數(shù)； 求解得出參與市場(chǎng)運(yùn)行的虛擬電廠最優(yōu)競(jìng)標(biāo)結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬電廠運(yùn)行建模方法，其特征在于，所述的虛擬電廠由風(fēng) 電、燃?xì)廨啓C(jī)組、抽水蓄能電站組成的傳統(tǒng)能源與可再生能源聯(lián)合的新型發(fā)電形式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬電廠運(yùn)行建模方法，其特征在于，所述的虛擬電廠可參 與大電網(wǎng)與電力市場(chǎng)的運(yùn)行，通過求解魯棒混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，可以得出虛擬電廠參 與市場(chǎng)運(yùn)行的時(shí)競(jìng)標(biāo)曲線，同時(shí)在平衡市場(chǎng)中，當(dāng)虛擬電廠實(shí)際出力小于合約時(shí)可購買電 能以平衡不平衡功率或接受不平衡處罰。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬電廠運(yùn)行建模方法，其特征在于，所述的目標(biāo)函數(shù)中，虛 擬電廠參與市場(chǎng)運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)為：
式中：NT為總時(shí)段數(shù)，At為t時(shí)段的市場(chǎng)電價(jià)，p 時(shí)段虛擬電廠的出力，ct為t時(shí) 段的成本函數(shù)，和q&為魯棒區(qū)間優(yōu)化法中的對(duì)偶變量，r^為魯棒系數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬電廠運(yùn)行建模方法，其特征在于，與采用電價(jià)的預(yù)測(cè)值 作為模型的輸入不同，而是通過確定電價(jià)的置信區(qū)間，利用魯棒區(qū)間優(yōu)化法處理電價(jià)的不 確定性。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種虛擬電廠運(yùn)行建模方法，包括以下步驟：1)建立以參與電力市場(chǎng)運(yùn)行的虛擬電廠的利潤(rùn)最大為目標(biāo)函數(shù)的魯棒混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，在數(shù)學(xué)模型中采用魯棒區(qū)間優(yōu)化法處理電價(jià)的不確定性；2)以電價(jià)的上下限為邊界建立魯棒區(qū)間模型；3)設(shè)定迭代次數(shù)、迭代步長(zhǎng)和魯棒系數(shù)；4)使用IBM CPLEX軟件求解得出參與市場(chǎng)運(yùn)行的虛擬電廠最優(yōu)競(jìng)標(biāo)結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有經(jīng)濟(jì)效益好、計(jì)算效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06Q10-06, G06Q50-06
【公開號(hào)】CN104809545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510094719
【發(fā)明人】孫國強(qiáng), 袁智, 衛(wèi)志農(nóng), 孫永輝, 余爽, 李逸馳
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月3日