一种虚拟电厂经济安全调度优化方法与流程

技术特征：

1.一种虚拟电厂经济安全调度优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：输入电价、风机出力的预测数据；输入市场合约参数，惩罚参数；输入燃气轮机、抽水蓄能电站参数；构造虚拟电厂经济调度模型，包括构建优化目标：建立以利润最大化为目标的函数其中，T为总时段数，n_s为电价的总方案数，M为风机出力的总方案数，π(s)为第s组电价方案的概率，R_t为t时段的收益，C_t为t时段的成本；构建约束条件，包括：电源出力的上下限约束、电源出力的爬坡约束、可控电源的最大和最小启停时间约束、能量平衡约束；

步骤2：输入配电网网架参数，潮流约束参数；构造虚拟电厂安全调度模型，包括线路的功率约束、节点电压约束、与主网连接点的交换功率约束；

步骤3：调用GAMS软件根据步骤1和步骤2中输入的目标函数和约束条件求解所构非线性混合整数规划模型，输出优化结果。

2.根据权利要1所述的虚拟电厂经济安全调度优化方法，其特征在于：所述步骤1中构建的约束条件包括：

(1)燃气轮机的约束条件：

work_t,i,K_t,i,on_t,i,off_t,i∈{0,1}；

on_t,i+off_t,i＝K_t,i；

K_t,i＝|work_t,i-work_t-1,i|；

gt_i,minwork_t,i≤gt_t,i≤gt_i,maxwork_t,i；

$-{\mathrm{ramp}}_i^d\≤{\mathrm{gt}}_{t,i}-{\mathrm{gt}}_{t-1,i}\≤{\mathrm{ramp}}_i^u;$

式中：布尔变量work_t,i表示t时刻机组i是否工作，若是则置1，否则置0；布尔变量on_t,i表示t时刻机组i是否启动，若是则置1，否则置0；K_t,i表示t时刻机组i是否改变工作状态，是则置1，否则置0；off_t,i表示t时刻机组i是否关闭，若是则置1，否则置0；gt_i,max/gt_i,min表示机组i的最大/小发电量；为机组i的向上爬坡率，为机组i的向下爬坡率；

(2)抽水蓄能电站的约束条件：

初始时刻抽水蓄能电站储能E₁为0，将t时段抽水蓄能电站的蓄水量等效为蓄电量E_t；in_t和out_t为决策变量，分别表示蓄入和放出的电能，E_max表示最大蓄电量，E_c表示最大蓄入电量，E_d表示最大放出电量，则有：

E₁＝0；

E_t+in_t≤E_max；

out_t≤E_t-1；

in_t≤E_c；

out_t≤E_d；

E_t-E_t-1＝in_t-out_t；

(3)远期合同的约束条件：

(1-z)H_t≤H′_t≤(1+z)H_t；

$\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{H}_t=\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{H}_t^{\′};$

式中：z为合约允许的偏差系数，z∈[0,1]，H′_t表示满足合约要求输送的实际电量，为决策变量；H_t为t时段按合约要求输送的电能；

(4)功率平衡约束：

$W_{t,w}+S_{t,s^{\′}}+{\mathrm{gt}}_t+B_t+{\mathrm{out}}_t{\mathrm{\μ}}_1=H_t^{\′}+D_t+\frac{{\mathrm{in}}_t}{{\mathrm{\μ}}_2};$

式中：W_t,w表示t时刻第w组风机出力方案，S_t,s'表示t时刻第s'组光伏出力方案，gt_t为t时段的发电量；B_t为t时段的购电量；D_t分别为t时段向日前市场计划输送的电能；μ₁、μ₂分别表示发电效率和蓄能。

3.根据权利要1所述的虚拟电厂经济安全调度优化方法，其特征在于：所述步骤2中构建的虚拟电厂安全调度模型包括：

(1)符合基尔霍夫定律：

P_l,t(θ_l,t,V_i,t)-P_g,l,t+P_d,l,t＝0,t＝1～T

Q_l,t(θ_l,t,V_l,t)-Q_g,l,t+Q_d,l,t＝0,t＝1～T

式中：V_l,t为t时刻节点l的电压幅值；θ_l,t为t时刻节点l的电压相角；P_l,t为t时刻节点l的注入有功功率；P_g,l,t为t时刻节点l上燃气轮机发出的总有功功率；P_d,l,t为t时刻节点l消耗的有功功率；Q_l,t为t时刻节点l的注入无功功率；Q_g,l,t为t时刻节点l上燃气轮机发出的总无功功率；Q_d,l,t为t时刻节点l消耗的无功功率；

(2)潮流方程约束：

$P_{g,l,t}-P_{d,l,t}=\underset{m^{\′}}{\Σ}\left|V_{l,t}\right|\left|V_{m^{\′},t}\right|\left|Y_{{\mathrm{lm}}^{\′}}\right|cos({\mathrm{\δ}}_{{\mathrm{lm}}^{\′}}+{\mathrm{\θ}}_{m^{\′},t}-{\mathrm{\θ}}_{l,t}),t=1~T$

$Q_{g,l,t}-Q_{d,l,t}=-\underset{m^{\′}}{\Σ}\left|V_{l,t}\right|\left|V_{m^{\′},t}\right|\left|Y_{{\mathrm{lm}}^{\′}}\right|sin({\mathrm{\θ}}_{{\mathrm{lm}}^{\′}}+{\mathrm{\δ}}_{m^{\′},t}-{\mathrm{\δ}}_{l,t}),t=1~T$

式中：Y_lm'为节点导纳矩阵元素的幅值；δ_lm'为节点l到节点m’之间线路导纳的相角；θ_l,t为t时刻节点l的电压相角；θ_m',t为t时刻节点m’的电压相角；

(3)节点lm’间线路的视在功率约束：

$S_{{\mathrm{lm}}^{\′},t}({\mathrm{\θ}}_{l,t},V_{l,t})\≤{\mathrm{Slm}}^{\′max},\∀{\mathrm{lm}}^{\′}\∈S_b,t=1~T$

式中：S_lm',t为t时刻节点l到节点m’之间的视在功率；Slm'^max为节点l和节点m’之间的线路容量；S_b为配电网中所有支路的集合；

(4)配网与主网连接点的容量约束：

S_GSP,t≤S_GSP^max,t＝1～T

式中：S_GSP,t为t时刻在公共连接点配网与主网交换的视在功率；S_GSP^max表示在公共连接点配网与主网交换的视在功率上限；

(5)节点电压约束：

$V_l^{min}\≤V_{l,t}\≤V_l^{max},t=1~T$

式中：V_l,t为配电网t时刻节点l的电压幅值；为节点l允许的最小电压值；为节点l允许的最大电压值。