一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度方法及系统

技术领域

本发明属于电力调度技术领域，尤其涉及一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度方法及系统。

背景技术

近年来，随着电力应用需求的不断扩大，同时全球范围内能源短缺，而风能、太阳能等清洁能源发电成本较低，因此可再生能源成为全球能源研究的主要方向。由于可再生能源并网规模不够大，不能直接参与电力市场，因此仍存在弃风、弃光等的能源浪费问题。为了实现分布式电源的能量管理，通过虚拟电厂对分布式电源进行协调控制，保证电网的安全稳定运行，虚拟电厂利用多个分布式电源形成一个可见的、可管理的、可参与不同电力市场的能源组合。针对含风电和电动汽车网的虚拟电厂参与电力市场，由于风力发电以及电动汽车的电池容量及相关参数具有不确定性，创建场景模型时，采用随机优化计算不确定性数据需要花费大量时间。如何构建考虑风力发电及电动汽车的不确定性并提出虚拟电厂优化调度策略，对于虚拟电厂经济、高效参与电力市场具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题本发明提供一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度方法及系统，能够基于虚拟电厂对电力市场调度进行优化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度方法，包括：

生成随机场景；

根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数和随机风力发电参数；确定备用市场调用值；

确定参与虚拟电厂的电动车数量；

根据随机场景和电动车数量构建随机场景调度优化模型；

根据随机场景调度优化模型进行调度优化。

结合第一方面，进一步的，场景的概率根据下式确定：

其中，s

结合第一方面，进一步的，所述电价参数的计算如下式所示：

其中，

结合第一方面，进一步的，所述风力发电参数的计算如下式所示：

其中，

结合第一方面，进一步的，参与虚拟电厂的电动车数量通过下式确定：

其中，n

结合第一方面，进一步的，所述随机场景调度优化模型根据下式构建：

其中，G表示最优调度函数；T表示一天中的时刻t的集合；

结合第一方面，进一步的，随机场景调度优化模型约束包括：

日前市场中所有场景和时间段的能量平衡约束：

其中

风力发电溢出能量范围约束：

其中

风力发电功率和电动汽车数量的限定范围：

n

其中，n

第二方面，一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度系统，包括：

场景生成模块，用于生成随机场景；

建模模块，用于根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数和随机风力发电参数；确定备用市场调用值；

确定参与虚拟电厂的电动车数量；

根据随机场景和电动车数量构建随机场景调度优化模型；

调度优化模块，用于根据随机场景调度优化模型进行调度优化。

有益效果：本发明首先基于随机算法生成随机场景；其次根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数和随机风力发电参数；然后确定备用市场是否调用；考虑电动汽车的不确定性并确定参与虚拟电厂的电动汽车数量；最后以利润最大化为目标构建随机场景优化模型，完成虚拟电厂调度优化。本发明准确高效，具有较强的通用性和实用性，对含风电及电动汽车的虚拟电厂参与电力市场优化调度具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中指定时间内不同场景生成备用市场调用值流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示：

实施例1

本发明提供的技术方案如下：一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度方法，包括如下步骤：

步骤1，基于轮盘赌算法生成随机场景，对连续参数进行离散化，利用概率分布生成不同的场景。每个参数可分为一个预测值加上一个误差，预测值是固定的，但误差有一个连续的概率分布，通过改变误差实现不同的场景。场景的概率根据下式确定：

其中，s

步骤2，根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数(价格)和随机风力发电参数(发电功率)。假设价格的误差概率分布是一个均值为零的正态分布。通过历史数据估计值

其中，

通过每个场景下历史数据估计值加上平均误差计算随机风力发电量：

其中，

步骤3，通过附图2的流程来确定备用市场的调用值call

步骤4，考虑电动汽车的不确定性并确定参与虚拟电厂的电动汽车数量。基于电动汽车可用期、电池的初始电量和电池容量等将电动汽车分为k种不同类型，在场景ω中参与虚拟电厂的类型k电动汽车数量计算如下：

其中，n

步骤5，构建随机场景优化模型，完成虚拟电厂调度优化。以虚拟电厂参与电力市场利润最大化为目标，虚拟电厂的调度优化模型如下所示：

其中，G表示最优调度函数；T表示一天中的时刻t的集合；

该优化函数的约束如下：

日前市场中所有场景和时间段的能量平衡：

其中

风力发电溢出能量的限定范围：

其中

风力发电功率和电动汽车数量的限定范围：

n

其中，n

实施例2

还提供了一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度系统，包括：

场景生成模块，用于生成随机场景；

建模模块，用于根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数和随机风力发电参数；确定备用市场调用值；

确定参与虚拟电厂的电动车数量；

根据随机场景和电动车数量构建随机场景调度优化模型；

调度优化模块，用于根据随机场景调度优化模型进行调度优化。

综上，本发明提出一种虚拟电厂参与电力市场的优化调度策略，首先基于轮盘赌算法生成随机场景；其次根据电价和风力发电的不确定性构建价格参数和随机风力发电参数；然后确定备用市场是否调用；考虑电动汽车的不确定性并确定参与虚拟电厂的电动汽车数量；最后以虚拟电厂参与电力市场利润最大化为目标，加以日前市场能量平衡及风力发电和电动汽车数量约束，构建随机场景优化模型，完成虚拟电厂调度优化。本发明准确高效，具有较强的通用性和实用性，对含风电及电动汽车的虚拟电厂高效、经济参与电力市场具有重要意义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。