一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法及系统。

背景技术

虚拟电厂可以通过先进的通讯和控制手段对产消者资源进行聚合。但由于虚拟电厂在供能侧与用户侧最优定价及调度策略是内在耦合、相互影响的，因此虚拟电厂单方面发布的价格信号无法准确因引导用户行为。

发明内容

本发明的目的是提供一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法及系统，兼顾内部产消者和虚拟电厂的效益来确定电价，合理引导产消者调整发用电策略。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法，包括：基于条件风险价值理论建立领导者的决策模型；所述领导者为零售商，所述零售商为虚拟电厂；建立虚拟电厂优化调度目标函数；基于所述决策模型和所述虚拟电厂优化调度目标函数，采用拉格朗日乘子法构建基于主从博弈的双层优化模型；采用MATLAB yalmip工具箱对所述基于主从博弈的双层优化模型进行求解，制定电价。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价系统，包括：决策模型构建模块，用于基于条件风险价值理论建立领导者的决策模型；所述领导者为零售商，所述零售商为虚拟电厂；目标函数建立模块，用于建立虚拟电厂优化调度目标函数；基于主从博弈的双层优化模型构建模块，用于基于所述决策模型和所述虚拟电厂优化调度目标函数，采用拉格朗日乘子法构建基于主从博弈的双层优化模型；求解模块，用于采用MATLAB yalmip工具箱对所述基于主从博弈的双层优化模型进行求解，制定电价。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明为兼顾内部产消者和虚拟电厂的效益，提供了一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价系统，可以在合理引导产消者调整发用电策略时，进行合理的风险评估，以减少可再生能源不确定性对VPP的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法的流程图；

图2为交易调度流程及能量管理方案示意图。

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。

本发明的目的是提供种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法及系统，以降低系统运行的风险费用，提升虚拟电厂的安全及经济性，制定合理的价格信号以引导虚拟电厂内部产消者的发用电计划。

本发明涉及的交易调度流程及能量管理方案如图2所示，本发明构建了基于主从博弈的双层优化模型，其中确定了两种类型的参与者，即零售商作为领导者，产消者作为跟随者。领导者以利益最大化为目标制定电价曲线，跟随者以聚合的形式对价格进行响应，以总体收益最大化为目标进行调度分配。通过本发明构建的基于主从博弈的双层优化模型，以制定最优的价格曲线及内部优化调度出力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图2所示，本实施例提供的计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价方法，包括以下步骤：

S1：基于条件风险价值理论建立领导者的决策模型；所述领导者为零售商，所述零售商为虚拟电厂。

零售商需要与电网进行能量交互以平衡产消者的供需平衡。根据上网电价，零售商设定与产消者之间的交易价格以统一管理。零售商的目标是在控制风险水平以考虑不确定性的同时最大化社会福利。因此领导者的决策模型如下所示：

式中，

S2：建立虚拟电厂优化调度目标函数。

在零售商的价格确定后，产消者通过协调出力以跟随领导者的价格信号。

虚拟电厂内部产消者资源包括风电、光伏、火电、储能及柔性负荷。建立虚拟电厂优化调度目标函数：

式中，

弃风、弃光成本如下所示：

式中，

火电的运行成本如下所示：

式中，

储能调度成本如下所示：

式中，K

柔性负荷调度成本如下所示：

式中，

式中，f

风电光伏的相关约束如下：

火电机组的相关约束如下：

式中，

储能的相关约束如下：

式中，

电网平衡约束如下所示：

式中，

S3：基于所述决策模型和所述虚拟电厂优化调度目标函数，采用拉格朗日乘子法构建基于主从博弈的双层优化模型。

利用拉格朗日乘子法将双层问题转化为单层问题如下：

相应约束采用KKT条件转换为线性互补约束。

S4：采用MATLAB yalmip工具箱对所述基于主从博弈的双层优化模型进行求解，制定电价。

本发明能够降低系统运行的风险费用，提升虚拟电厂的安全及经济性，制定合理的价格信号以引导虚拟电厂内部产消者的发用电计划。

实施例二

为了执行上述实施例一对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供了一种计及风险约束的虚拟电厂主从博弈定价系统。

该系统包括：

决策模型构建模块，用于基于条件风险价值理论建立领导者的决策模型；所述领导者为零售商，所述零售商为虚拟电厂。

目标函数建立模块，用于建立虚拟电厂优化调度目标函数。

基于主从博弈的双层优化模型构建模块，用于基于所述决策模型和所述虚拟电厂优化调度目标函数，采用拉格朗日乘子法构建基于主从博弈的双层优化模型。

求解模块，用于采用MATLAB yalmip工具箱对所述基于主从博弈的双层优化模型进行求解，制定电价。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。