县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法及装置与流程

本发明涉及能源电力和信息，具体涉及县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法及装置。

背景技术：

1、在虚拟电厂参与电力系统日前调度方面，按照调度运营模式划分，可分为集中调度模式和集中竞价模式。集中调度模式是基于各市场主体的完全物理模型和数据，通过建立并求解全局最优化调度模型得到各市场主体的次日交换功率曲线，而集中竞价模式则是基于各市场主体上报的量价曲线进行出清计算，得到市场出清电价及各市场主体的次日交换功率曲线。

2、在市场化竞争环境下，由于投资主体不一，各市场主体内部模型和数据往往作为隐私信息而未完全公开，各市场主体之间及其与市场运营商之间存在信息不对称问题，因此，基于完全物理模型和数据进行全局优化调度计算的技术路线不再适用。

3、如果采用集中竞价模式，由于市场出清电价与各市场主体上报的量价曲线具有很强的耦合性，而虚拟电厂的发电能力和成本相比常规电源具有突出的不确定性和时变性特征，各虚拟电厂报价往往存在不一致性甚至互相冲突，从而导致出清结果不能实现多主体利益的最大化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法及装置，以解决当前调度方式无法实现县域能源互联网环境下多虚拟电厂主体利益最大化的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法，所述方法包括：对县域能源互联网中的设备、虚拟电厂、上一级虚拟电厂以及县域调控中心构建孪生体；基于孪生体之间采用数据分发服务获取的数据，对预构建的多目标多主体目标函数进行求解，得到多主体利益最大化时的调度方式。

3、本发明实施例提供的县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法，采用数据分发服务技术，支持虚拟电厂间分布式协同互动，采用多目标优化技术，实现多主体多目标分布式协同调度优化，从而实现多主体利益的最大化，实现优化效益在不同主体间公平分配，满足不同主体的经济效益期望。

4、在一种可选的实施方式中，所述孪生体包括设备级孪生体、电厂级孪生体、上一级孪生体和县域孪生体，对县域能源互联网中的设备、虚拟电厂、上一级虚拟电厂以及县域调控中心构建孪生体之后，所述方法还包括：对设备级孪生体、电厂级孪生体、上一级孪生体和孪生体进行层级划分，得到多个层级；对属于同一个层级的孪生体建立通信平面，所述通信平面用于同一个层级的孪生体之间的通信。

5、本实施例中，通过对构建的孪生体划分层级，并对同一层级内的孪生体建立通信平面，由此，同一通信平面内的孪生体可以进行通信共享，从而解决了孪生体间的认证问题，避免了非该通信平面内的孪生体侵入。

6、在一种可选的实施方式中，基于孪生体之间采用数据分发服务获取的数据，对预构建的多目标多主体目标函数进行求解，得到多主体利益最大化时的调度方式，包括：基于所述通信平面，采用数据分发服务进行孪生体之间的数据交互和共享；构建县域调控中心的第一目标函数和虚拟电厂的第二目标函数，确定第一目标函数的约束条件和第二目标函数的约束条件；基于交互和共享的数据以及约束条件，对第一目标函数和第二目标函数求解，得到多主体利益最大化时的调度方式。

7、本实施例中，采用数据分发服务实现数据交互和共享，能够保障数据进行实时、高效、灵活的分发，可满足孪生体间分布式实时通信场景需求。通过构建县域调控中心的第一目标函数和虚拟电厂的第二目标函数，并对两个目标函数求解，实现了多目标优化。

8、在一种可选的实施方式中，基于交互和共享的数据以及约束条件，对第一目标函数和第二目标函数求解，得到多主体利益最大化时的调度方式，包括：基于约束条件，采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对第一目标函数和第二目标函数求解，得到求解结果；基于交互和共享的数据，计算求解结果中每个解的信息熵，得到多目标最优解；采用所述多目标最优解作为多主体利益最大化时的调度方式。

9、本实施例中，先采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对两个目标函数求解得到求解结果，之后采用计算解的信息熵的方式确定多目标最优解，体现了按照成本公平分摊收益的原则。

10、在一种可选的实施方式中，计算求解结果中每个解的信息熵，得到多目标最优解，包括：根据第一目标函数值和总目标函数值的比值以及第二目标函数值和总目标函数值的比较确定多目标优化解的信息熵离散度，所述总目标函数值为第一目标函数值和第二目标函数值之和；最小化所述多目标优化解的信息熵离散度，确定多目标最优解。

11、本实施例中，通过分别计算第一目标函数值与第二目标函数值在总目标函数值中比重的方式，分别反映了两个目标的收益占比，同时通过综合两个目标的收益占比确定信息熵离散度，并通过最小化该离散度，可以使得优化效益在各虚拟电厂和电网系统间均衡分配。

12、在一种可选的实施方式中，构建县域调控中心的第一目标函数和虚拟电厂的第二目标函数，包括：根据虚拟电厂参与电网运行和虚拟电厂不参与电网运行时的发电机组的功率，以虚拟电厂参与调度时总调度成本最小化构建第一目标函数；根据虚拟电厂参与调度时发电成本最小化构建第二目标函数。

13、本实施例中，通过虚拟电厂参与调度时的总调度成本和发电成本分别构建第一目标函数和第二目标函数，能够将虚拟电厂纳入全局资源优化配置，实现多主体利益的最大化。

14、在一种可选的实施方式中，交互和共享的数据包括实时有功功率、可调限值、调度功率和调度成本；约束条件包括满足发电机组和虚拟电厂的可调限值和速率以及满足系统功率平衡约束。

15、第二方面，本发明提供了一种县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度装置，所述装置包括：孪生体构建模块，用于对县域能源互联网中的设备、虚拟电厂、上一级虚拟电厂以及县域调控中心构建孪生体；调度模块，用于基于孪生体之间采用数据分发服务获取的数据，对预构建的多目标多主体目标函数进行求解，得到多主体利益最大化时的调度方式。

16、在一种可选的实施方式中，所述孪生体包括设备级孪生体、电厂级孪生体、上一级孪生体和县域孪生体，装置还包括：层级划分模块，用于对设备级孪生体、电厂级孪生体、上一级孪生体和孪生体进行层级划分，得到多个层级；通信平面建立模块，用于对属于同一个层级的孪生体建立通信平面，所述通信平面用于同一个层级的孪生体之间的通信。

17、在一种可选的实施方式中，调度模块包括：数据共享模块，用于基于所述通信平面，采用数据分发服务进行孪生体之间的数据交互和共享；函数构建模块，用于构建县域调控中心的第一目标函数和虚拟电厂的第二目标函数，确定第一目标函数的约束条件和第二目标函数的约束条件；求解模块，用于基于交互和共享的数据以及约束条件，对第一目标函数和第二目标函数求解，得到多主体利益最大化时的调度方式。

18、在一种可选的实施方式中，求解模块包括：第一求解模块，用于基于约束条件，采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对第一目标函数和第二目标函数求解，得到求解结果；第二求解模块，用于基于交互和共享的数据，计算求解结果中每个解的信息熵，得到多目标最优解；调度子模块，用于采用所述多目标最优解作为多主体利益最大化时的调度方式。

19、在一种可选的实施方式中，第二求解模块具体用于：根据第一目标函数值和总目标函数值的比值以及第二目标函数值和总目标函数值的比较确定多目标优化解的信息熵离散度，所述总目标函数值为第一目标函数值和第二目标函数值之和；最小化所述多目标优化解的信息熵离散度，确定多目标最优解。

20、在一种可选的实施方式中，函数构建模块具体用于：根据虚拟电厂参与电网运行和虚拟电厂不参与电网运行时的发电机组的功率，以虚拟电厂参与调度时总调度成本最小化构建第一目标函数；根据虚拟电厂参与调度时发电成本最小化构建第二目标函数。

21、在一种可选的实施方式中，交互和共享的数据包括实时有功功率、可调限值、调度功率和调度成本；约束条件包括满足发电机组和虚拟电厂的可调限值和速率以及满足系统功率平衡约束。

22、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法。

23、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的县域能源互联网多虚拟电厂分布式协同调度方法。