本發(fā)明涉及虛擬電廠聚合響應(yīng)能力評(píng)估，尤其涉及一種虛擬電廠分布式資源的聚合響應(yīng)能力評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)大量分布式資源，其隨機(jī)性和波動(dòng)性以及過于分散的特征均增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和調(diào)控難度，對(duì)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提出了挑戰(zhàn)。但規(guī)模化分布式資源的接入也使用戶側(cè)具有一定程度的柔性，使用戶側(cè)具備參與電網(wǎng)調(diào)控的潛力。虛擬電廠(virtual?powerplant，vpp)可以聚合各類分散的源-荷-儲(chǔ)資源，形成資源集群，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，從而有效發(fā)揮分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)等分散資源的合力，提高電網(wǎng)調(diào)控的靈活性、安全性和經(jīng)濟(jì)性；條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值(cvar)能夠衡量光伏、風(fēng)電等可再生能源的波動(dòng)性對(duì)運(yùn)行成本的風(fēng)險(xiǎn)影響。目前，相關(guān)研究中缺少對(duì)虛擬電廠響應(yīng)時(shí)間等響應(yīng)能力的分析，也缺少對(duì)聚合響應(yīng)能力指標(biāo)權(quán)重的分析；因此有必要研究虛擬電廠聚合響應(yīng)能力，輔助參與電力系統(tǒng)調(diào)控決策。

2、申請(qǐng)?zhí)枮?02410302566.3的發(fā)明申請(qǐng)，公開一種基于云邊協(xié)同的虛擬電廠實(shí)時(shí)響應(yīng)能力評(píng)估方法及系統(tǒng)。該申請(qǐng)方案根據(jù)虛擬電廠的特性和數(shù)據(jù)處理需求，構(gòu)建了一個(gè)虛擬電廠云邊協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu)。通過在靠近數(shù)據(jù)終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)增設(shè)邊緣服務(wù)器，結(jié)合了云計(jì)算和邊緣計(jì)算的協(xié)同優(yōu)勢。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一調(diào)度，還滿足了實(shí)時(shí)性的要求。但其方案同時(shí)存在：缺少各類分布式資源的獨(dú)立響應(yīng)能力的分析，也缺少對(duì)聚合響應(yīng)能力指標(biāo)權(quán)重的分析的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬電廠分布式資源的聚合響應(yīng)能力評(píng)估方法，評(píng)估各類分布式資源的獨(dú)立響應(yīng)能力以及虛擬電廠聚合后的響應(yīng)能力，評(píng)估虛擬電廠的聚合響應(yīng)能力，輔助參與電力系統(tǒng)調(diào)控決策。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種虛擬電廠分布式資源的聚合響應(yīng)能力評(píng)估方法，包括步驟：

3、s1、選取資源響應(yīng)能力評(píng)估指標(biāo)，對(duì)虛擬電廠內(nèi)各類分布式資源進(jìn)行響應(yīng)能力評(píng)估，構(gòu)建各類分布式資源響應(yīng)能力模型；

4、s2、依據(jù)各類分布式資源響應(yīng)能力模型，及聚合響應(yīng)能力評(píng)估參數(shù)，構(gòu)建虛擬電廠聚合響應(yīng)能力評(píng)估模型；

5、s3、對(duì)虛擬電廠內(nèi)資源響應(yīng)能力指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值，獲取聚合響應(yīng)能力評(píng)分。

6、進(jìn)一步地，所述資源響應(yīng)能力評(píng)估指標(biāo)為：調(diào)節(jié)方向d、調(diào)節(jié)幅度a、響應(yīng)時(shí)間tr、持續(xù)時(shí)間td和爬坡率r。

7、進(jìn)一步地，所述各類分布式資源包括：儲(chǔ)能系統(tǒng)和溫控負(fù)荷集群。

8、進(jìn)一步地，依據(jù)資源響應(yīng)能力評(píng)估指標(biāo)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)能力模型構(gòu)建為：

9、調(diào)節(jié)方向：雙向調(diào)節(jié)；

10、調(diào)節(jié)幅度：公式表示為：

11、

12、其中，pb(t)為當(dāng)前出力，pb,max，pb,min為出力上、下限；

13、響應(yīng)時(shí)間：單位時(shí)間為δt；

14、持續(xù)時(shí)間：公式表示為：

15、

16、其中，eb(t)為t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存電能；eb,max，eb,min分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存電能的上下限；ηb為充放電功率，為充電持續(xù)時(shí)間，為放電持續(xù)時(shí)間；

17、爬坡率：約束條件公式為：

18、

19、其中：rb(t)為t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)爬坡率；分別為單位時(shí)間δt內(nèi)出力向下、向上調(diào)節(jié)最大值。

20、進(jìn)一步地，依據(jù)資源響應(yīng)能力評(píng)估指標(biāo)，所述溫控負(fù)荷集群響應(yīng)能力模型構(gòu)建為：

21、調(diào)節(jié)方向：雙向調(diào)節(jié)；

22、調(diào)節(jié)幅度：公式表示為：

23、

24、其中，pc(t)為當(dāng)前出力，pc,max，pc,min為出力上、下限；

25、響應(yīng)時(shí)間：與δtin有關(guān)，δtin越大，響應(yīng)時(shí)間越長；

26、持續(xù)時(shí)間：單位時(shí)間為δt；

27、爬坡率：約束條件公式為：

28、

29、

30、其中，分別為單位時(shí)間δt內(nèi)出力變化量上限和下限；δtout和δtcr為tout和tin單位時(shí)間內(nèi)變化量；δtcr存在約束條件|δtcr|≤δtcr，max，其中δtcr，max為房間溫度變化最大值。

31、進(jìn)一步地，所述聚合響應(yīng)能力評(píng)估參數(shù)為：聯(lián)絡(luò)線功率基線、聯(lián)絡(luò)線功率上下限、虛擬電廠爬坡率上下限、虛擬電廠響應(yīng)時(shí)間；

32、依據(jù)聚合響應(yīng)能力評(píng)估參數(shù)，所述虛擬電廠聚合響應(yīng)能力評(píng)估模型構(gòu)建為：

33、聯(lián)絡(luò)線功率基線，目標(biāo)函數(shù)公式為：

34、

35、其中：ψ為運(yùn)行時(shí)刻集合；s為所有設(shè)備的集合；i為設(shè)備編號(hào)；pi(t)為t時(shí)刻設(shè)備i發(fā)出的功率；ptie(t)為t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線功率；ci(pi(t))為t時(shí)刻設(shè)備i的成本函數(shù)；ctie(t)為t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線的購電電價(jià)；

36、聯(lián)絡(luò)線功率上下限，目標(biāo)函數(shù)公式為：

37、maxptie(t)t∈ψ(9)

38、minptie(t)t∈ψ(10)

39、其中，maxptie(t)、maxptie(t)即t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線功率能達(dá)到的最大、最小值；

40、虛擬電廠爬坡率上下限，目標(biāo)函數(shù)公式為：

41、

42、其中，為運(yùn)行在功率基線時(shí)，從當(dāng)前時(shí)刻t到下一時(shí)刻t+1輸出功率增加、減少的最大值；

43、虛擬電廠響應(yīng)時(shí)間運(yùn)行在功率基線時(shí)在t時(shí)刻收到調(diào)節(jié)指令，以最短的時(shí)間，在時(shí)刻所有資源總功率達(dá)到調(diào)節(jié)指令要求的變化量δp，目標(biāo)函數(shù)公式為：

44、

45、其中：sδp為δp以等間隔取值的集合；m為在求和公其中遍歷的時(shí)刻；vδp,m為0-1變量。

46、進(jìn)一步地，還包括：依據(jù)聚合響應(yīng)能力評(píng)估模型，獲取各類分布式資源在不同時(shí)間的可調(diào)容量潛力的概率分布，包括步驟：

47、s41、獲取各類分布式資源在各時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的歷史響應(yīng)數(shù)據(jù)集，公式表示為：

48、dij＝[ηij,cij]?(14)

49、其中，ηij為歷史降負(fù)荷率，cij為參與響應(yīng)的激勵(lì)價(jià)格；

50、s42、通過集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和堆棧自編碼器，提取各類分布式資源的用電特征集；

51、s43、對(duì)用電特征集進(jìn)行降維處理，采用最小二乘法擬合挖掘可調(diào)潛力模型關(guān)鍵參數(shù)；

52、s44、對(duì)響應(yīng)歷史數(shù)據(jù)集進(jìn)行點(diǎn)估計(jì)得到各時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的估計(jì)值；

53、s45、對(duì)各類分布式資源各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行滾動(dòng)分析，獲取不同時(shí)間的可調(diào)容量潛力的概率分布。

54、進(jìn)一步地，所述s3中對(duì)虛擬電廠內(nèi)資源響應(yīng)能力指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值，進(jìn)行聚合響應(yīng)能力評(píng)分，其中權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)包括：向上調(diào)節(jié)幅度、向下調(diào)節(jié)幅度、向上爬坡率、向下爬坡率、平均響應(yīng)時(shí)間，步驟包括：

55、s31、對(duì)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，公式為：

56、

57、其中：xm,n,t為第m個(gè)虛擬電廠第n個(gè)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)在t時(shí)刻的值；x'm,n,t為相應(yīng)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值；公式(15)適用于正向指標(biāo)；公式(16)適用于反向指標(biāo)。

58、s32、計(jì)算第m個(gè)虛擬電廠的聚合響應(yīng)能力評(píng)分fm，公式表示為：

59、

60、其中，wm,n為第m個(gè)虛擬電廠第n個(gè)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)的權(quán)重；γ為權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)的序列集合；em,n為第m個(gè)虛擬電廠第n個(gè)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)的熵值；rm,n,t為t時(shí)刻第m個(gè)虛擬電廠第n個(gè)權(quán)重響應(yīng)能力指標(biāo)的比重。

61、進(jìn)一步地，所述s3中獲取虛擬電廠進(jìn)行聚合響應(yīng)能力評(píng)分時(shí)，還考慮風(fēng)電和光電的條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值：

62、其中，風(fēng)電條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值，公式表示為：

63、

64、其中，cs為單位電量的旋轉(zhuǎn)備用價(jià)格，pwjt為風(fēng)電機(jī)組j時(shí)段t的計(jì)劃發(fā)電量，prjt為風(fēng)電機(jī)組j時(shí)段t的實(shí)際發(fā)電量，cp為單位電量的損失價(jià)格，α為閾值；

65、其中，光電條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值，公式表示為：

66、

67、其中，其中：cs1為單位電量的旋轉(zhuǎn)備用價(jià)格，psjt為光電j時(shí)段t的計(jì)劃發(fā)電量，prjt1為光電j時(shí)段t的實(shí)際發(fā)電量，cp1為單位電量的損失價(jià)格，α為閾值。

68、本發(fā)明的有益效果：

69、1、本發(fā)明方法定義了響應(yīng)能力指標(biāo)，可用于評(píng)估各類分布式資源的獨(dú)立響應(yīng)能力以及虛擬電廠聚合后的響應(yīng)能力，對(duì)于虛擬電廠，上述指標(biāo)可求解優(yōu)化模型得到，從而評(píng)估聚合響應(yīng)能力，輔助參與電力系統(tǒng)調(diào)控決策。

70、2、本發(fā)明在評(píng)估虛擬電廠聚合響應(yīng)能力方面，易于使用且具有較強(qiáng)的通用性，求解得出的聚合響應(yīng)能力可以上報(bào)作為電網(wǎng)的調(diào)度信息，參與電力系統(tǒng)調(diào)控、電力市場交易決策的制定。

71、3、本發(fā)明考慮虛擬電廠響應(yīng)能力在一天內(nèi)的不穩(wěn)定性，用集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和堆棧自編碼器提取各類分布式資源用電特征，利用該用電特征用于求取消費(fèi)者心理學(xué)模型中的關(guān)鍵參數(shù)，形成各時(shí)間節(jié)點(diǎn)下各類分布式資源響應(yīng)潛力的概率分布，然后，采用熵值法求取指標(biāo)權(quán)重，并得到虛擬電廠聚合響應(yīng)能力評(píng)分，從而通過評(píng)分直觀地評(píng)價(jià)響應(yīng)能力。

72、4、本發(fā)明對(duì)聚合響應(yīng)能力評(píng)分時(shí)，考慮到光伏、風(fēng)電等條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值(cvar)，能夠衡量光伏、風(fēng)電等可再生能源的波動(dòng)性對(duì)運(yùn)行成本的風(fēng)險(xiǎn)影響；風(fēng)電、光電出力偏差的條件風(fēng)險(xiǎn)不僅考慮了隨機(jī)因素對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響，而且可以具體量化每一種情況下?lián)p失水平的大小以及其對(duì)應(yīng)的概率，可以全面而且有效地反映系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。