一种虚拟电厂响应评估方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于虚拟电厂，具体涉及一种虚拟电厂响应评估方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，由于全球对气候变化的关注，环境的碳化、污染等问题，可再生能源在能源市场中的渗透率明显增长，大大增加了清洁能源的需求。然而，将可再生能源接入电网市场是公网用电面临的潜在问题之一，由于可再生能源的不确定性与随机性，如何高效使用清洁能源，开发创新方法与模型愈发重要。

2、虚拟电厂是指通过对分布式电源(如太阳能、风能、储能等)进行协同控制和优化管理，实现能源集成和调度，提高能源利用效率和可再生能源的可靠性和稳定性的电力系统。为了使虚拟电厂具有良好的响应能力，在电网负荷需求变化时能够快速适应和响应，需要建立相应的响应能力量化模型。虚拟电厂响应能力量化模型是建立在虚拟电厂控制算法和优化模型的基础上的。其核心思想是通过对虚拟电厂运行状态和负荷需求的实时监测和预测，利用先进的控制算法和优化模型，使虚拟电厂能够快速适应和响应电网负荷需求变化，从而提高电力系统的可靠性和稳定性。

3、现有虚拟电厂响应评价模型常基于调度市场和调度中心建立，忽略虚拟电厂和资源侧之间的响应关系，且现有虚拟电厂响应能力量化模型还存在以下的缺陷和不足：(1)模型复杂度高。由于虚拟电厂包含大量的分散式电源，需要同时考虑多个变量和因素，导致模型复杂度高，难以建立简捷有效的响应能力量化模型。(2)缺乏统一的响应能力评估标准。目前，虚拟电厂响应能力评估标准存在差异性和局限性，缺乏统一的评估标准和指标体系，影响了虚拟电厂响应能力的精确评估和比较。(3)缺乏实时性和准确性。由于虚拟电厂响应能力量化模型需要对虚拟电厂的状态和负荷需求进行实时监测和预测，需要大量的数据支持和计算资源，缺乏实时性和准确性，影响了虚拟电厂响应能力的实际应用效果。(4)安全风险较高。由于虚拟电厂下级资源侧为大量分布式资源，数据来源多，易出现数据缺失，数据缺失会导致出现安全风险，一旦出现安全问题，将会对电力系统的稳定性和可靠性造成严重影响。因此，虚拟电厂响应能力量化模型需要加强安全性能的设计和评估。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种虚拟电厂响应评估方法、装置、设备及介质，以解决现有虚拟电厂响应评估结果不准确的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种虚拟电厂响应评估方法，包括以下步骤：

4、构建虚拟电厂响应评估一级指标；

5、建立虚拟电厂储能系统充放电模型；

6、将每个一级指标划分为若干二级指标；

7、根据虚拟电厂储能系统充放电模型计算所有二级指标的值；

8、根据所有二级指标的值得到响应评估结果。

9、本发明的进一步改进在于：所述一级指标包括时效性、可靠性和连接度。

10、本发明的进一步改进在于：所述虚拟电厂储能系统充放电模型表示为：

11、eb(t+1)＝eb(t)-pb(t)ηbδt

12、eb,≤eb(t)≤eb,

13、pbc,≤pb(t)≤pbd,

14、式中，eb(t)为t时刻储能系统储存电能；pb(t)为t时刻充放电功率，以放电功率为正；ηb为充放电效率；eb,为储能系统储存电能的下限；eb,为储能系统储存电能的上限；为充电功率上限；pbd,为放电功率上限，δt为单位时间。

15、本发明的进一步改进在于：所述时效性下的二级指标包括：调节速率、响应持续时间和响应时延；

16、所述可靠性下的二级指标包括：调节曲线、调节精度、在线时长、最大上调能力和最大下调能力；

17、所述连接度下的二级指标为在线率。

18、本发明的进一步改进在于：所述调节速率表示为：

19、

20、式中，rb(t)为t时刻储能系统爬坡率；为单位时间△t内出力向下调节最大值响应持续时间；为单位时间δt内出力向上调节最大值响应持续时间；

21、调节速率的评价方法为：

22、

23、所述响应持续时间包括充电状态和放电状态；

24、处于充电状态时，响应持续时间为：

25、

26、处于放电状态时，响应持续时间为：

27、

28、响应时延的评价方法为：

29、

30、式中，t为响应时延，τ0为业务要求的时间阈值；

31、调节曲线是基于负荷曲线和需求曲线采用mape回归预测进行评分测算的，调节曲线表示为：

32、

33、调节精度表示为：

34、

35、在线时长表示为：

36、

37、最大上调能力的评价方法表示为：

38、

39、式中，pb-(t)为储能充电功率；pb,max为储能充放电最大功率；

40、最大下调能力的评价方法表示为：

41、

42、式中，pb+(t)为储能放电功率；pb,max为储能充放电最大功率；

43、具体的，在线率评价方法表示为：

44、

45、本发明的进一步改进在于：所述业务要求的时间阈值中包括：der调控业务的响应时延<1s；用电负荷需求响应控制业务的响应时延≤0.2s；高级计量业务的响应时延<3s；调峰响应业务的响应时延<10s；调频响应业务的响应时延<0.05s。

46、本发明的进一步改进在于：所述根据所有二级指标的值得到响应评估结果的步骤中，通过将所有二级指标的值先相加再平均从而得到响应评估结果。

47、第二方面，一种虚拟电厂响应评估方法，包括以下步骤：

48、一级指标构建模块：用于构建虚拟电厂响应评估一级指标；

49、模型建立模块：用于建立虚拟电厂储能系统充放电模型；

50、二级指标划分模块：用于将每个一级指标划分为若干二级指标；

51、二级指标计算模块：用于根据虚拟电厂储能系统充放电模型计算所有二级指标的值；

52、评估模块：用于根据所有二级指标的值得到响应评估结果。

53、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种虚拟电厂响应评估方法。

54、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序计算机程序被处理器执行时实现上述的一种虚拟电厂响应评估方法。

55、与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

56、1、本发明通过设置一级指标，然后将一级指标划分为二级指标，并建立储能系统充放电模型计算二级指标，充分考虑资源侧对虚拟电厂响应的影响，提高响应评价结果的准确性；

57、2、本发明通过在一级指标内设置安全性指标，从而评价数据获取过程中数据缺失情况，及时发现数据缺失，避免安全问题；

58、3、本发明提供的用于虚拟电厂响应服务能力评估的量化技术，提出一种用于评估虚拟电厂感知资源的量化模型，通过感知通信承载环境和优化接入方式，准确把握资源数据接入和上下行传输两个信息网络的动态变化，实现虚拟电厂响应性能的动态评估。

59、4、本发明刻画了面向储能的通信约束在虚拟电厂物理可行域的投影，将储能的各项表征化参数与虚拟电厂通信系统中的各项特征指标进行对应，指标量化评估模型在提高其灵活性和实时性的同时，还能够更加直观地评价虚拟电厂响应服务能力。