本發(fā)明涉及虛擬電廠，特別涉及一種虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行通常是指通過集成和優(yōu)化分布式能源資源，如太陽能、風(fēng)能、儲能等，以滿足電力系統(tǒng)的需求，虛擬電廠(virtual?power?plant，vpp)是一個(gè)集成了多種分布式能源資源的系統(tǒng)，通過智能控制和監(jiān)控技術(shù)，使這些資源能夠協(xié)同運(yùn)行，提供可靠、高效、靈活的電力服務(wù)。容量調(diào)控運(yùn)行是指虛擬電廠根據(jù)電力系統(tǒng)的需求，實(shí)時(shí)調(diào)整各種能源資源的輸出，以維持電力系統(tǒng)的平衡，這包括根據(jù)負(fù)荷需求調(diào)整發(fā)電設(shè)備的輸出，優(yōu)化儲能系統(tǒng)的放電和充電，以及靈活地管理各種分布式能源資源的運(yùn)行狀態(tài)。

2、虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行的主要目標(biāo)是最大程度地利用分布式資源(如太陽能和風(fēng)能)，提高電力系統(tǒng)的可再生能源滲透率，同時(shí)確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電力系統(tǒng)的狀況，虛擬電廠可以靈活地調(diào)整各種能源資源的貢獻(xiàn)，以適應(yīng)負(fù)荷的波動和電力系統(tǒng)的變化。但是分布式資源的不確定性和隨機(jī)性可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和運(yùn)行成本的不可控性，使得在需求側(cè)管理和儲能系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行中，對分布式資源的調(diào)度無法滿足電力系統(tǒng)需求，導(dǎo)致可再生能源的利用率比較低。

3、鑒于此，需要一種虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，用于解決可再生能源的利用率比較低的問題。

2、本技術(shù)實(shí)施例第一方面提供了一種虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法，包括：

3、以資源的裝機(jī)容量和運(yùn)行效率為目標(biāo)變量構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型以年經(jīng)濟(jì)成本最低為目標(biāo)；

4、確定所述數(shù)學(xué)模型的約束條件，所述約束條件包括能量平衡約束、資源裝機(jī)容量上下限約束以及資源相互影響約束；

5、引入源-儲資源的容量約束，確保具有足夠的儲能容量以平衡能源的波動；

6、構(gòu)建資源容量約束下的虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型；

7、確定源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束；

8、基于所述源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束確定所述虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型的最優(yōu)解，并對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。

9、更進(jìn)一步地，所述以資源的裝機(jī)容量和運(yùn)行效率為目標(biāo)變量構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型以年經(jīng)濟(jì)成本最低為目標(biāo)，包括：

10、數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)：

11、

12、其中：n為分布式資源i的總數(shù)，ci為第i種資源的年運(yùn)行成本，capi為資源i的裝機(jī)容量。

13、更進(jìn)一步地，所述確定所述數(shù)學(xué)模型的約束條件，包括：

14、能量平衡約束：

15、

16、其中：capi為資源i的運(yùn)行效率；

17、資源裝機(jī)容量上下限約束：

18、

19、其中：為資源i的最小裝機(jī)容量，為資源i的最大裝機(jī)容量；

20、資源相互影響約束：

21、capi≤f(capj)；

22、其中：capj為資源j的運(yùn)行效率。

23、更進(jìn)一步地，所述引入源-儲資源的容量約束，確保具有足夠的儲能容量以平衡能源的波動，包括：

24、源-儲資源的容量約束：

25、etotal≥emin；

26、其中：etotal為儲能系統(tǒng)的總?cè)萘浚琫min為最小儲能容量。

27、更進(jìn)一步地，所述構(gòu)建資源容量約束下的虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型，包括：

28、虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)：

29、

30、其中：t為總時(shí)間，ct為t時(shí)刻的虛擬電廠總發(fā)電量，gt為t時(shí)刻的運(yùn)行成本。

31、更進(jìn)一步地，所述確定源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束，包括：

32、源-荷資源互動約束包括能量平衡約束和資源容量約束；

33、能量平衡約束：

34、gt+et≥dt；

35、其中：et為儲能系統(tǒng)在t時(shí)刻的充放電量，dt為t時(shí)刻的負(fù)荷需求；

36、資源容量約束：

37、

38、其中：為資源i的年總發(fā)電量。

39、更進(jìn)一步地，所述確定源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束，包括：

40、激勵(lì)型需求響應(yīng)約束：

41、gt+et≥dt―β·λt；

42、其中：β為需求響應(yīng)的敏感系數(shù)，λt為t時(shí)刻的電價(jià)信號或激勵(lì)信號。

43、本技術(shù)實(shí)施例第二方面提供了一種虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

44、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建單元，用于以資源的裝機(jī)容量和運(yùn)行效率為目標(biāo)變量構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型以年經(jīng)濟(jì)成本最低為目標(biāo)；

45、約束條件確定單元，用于確定所述數(shù)學(xué)模型的約束條件，所述約束條件包括能量平衡約束、資源裝機(jī)容量上下限約束以及資源相互影響約束；

46、源-儲資源的容量約束引入單元，用于引入源-儲資源的容量約束，確保具有足夠的儲能容量以平衡能源的波動；

47、虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建資源容量約束下的虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型；

48、源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束確定單元，用于確定源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束；

49、模型最優(yōu)解確定單元，用于基于所述源-荷資源互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)約束確定所述虛擬電廠互動運(yùn)行優(yōu)化模型的最優(yōu)解，并對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。

50、本技術(shù)實(shí)施例第三方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，在所述程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如上述任意一項(xiàng)所述的虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法的步驟。

51、本技術(shù)實(shí)施例第四方面提供了一種處理器，所述處理器用于運(yùn)行程序，其中，所述程序運(yùn)行時(shí)如上述任意一項(xiàng)所述的虛擬電廠容量調(diào)控運(yùn)行優(yōu)化方法的步驟。

52、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

53、(1)通過兩階段優(yōu)化，進(jìn)行了虛擬電廠容量規(guī)劃，然后考慮源-荷-儲資源的協(xié)同優(yōu)化，這種兩階段的分析有助于更全面地考慮各類資源的配置和運(yùn)行策略，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

54、(2)在確定了源-荷資源的互動約束和激勵(lì)型需求響應(yīng)基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)能夠更加靈活地適應(yīng)電力市場和需求變化，這有助于提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性，減輕負(fù)荷波動對電力系統(tǒng)的影響。

55、(3)考慮了激勵(lì)型需求響應(yīng)，允許虛擬電廠根據(jù)市場信號和需求響應(yīng)策略調(diào)整儲能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使得系統(tǒng)能夠更主動地參與市場，提高電力系統(tǒng)的整體效益。

56、(4)通過數(shù)學(xué)建模與優(yōu)化技術(shù)，綜合考慮了虛擬電廠中的各種資源、儲能系統(tǒng)和激勵(lì)型需求響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的全局優(yōu)化，確保在經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間找到最佳平衡。另外可根據(jù)不同的電力系統(tǒng)和市場條件進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展，適用于不同規(guī)模和結(jié)構(gòu)的分布式能源系統(tǒng)。