一种考虑分时电价的虚拟电厂混合储能经济调度模型的运行方法与流程

本发明涉及虚拟电厂混合储能经济调度，尤其涉及一种考虑分时电价的虚拟电厂混合储能经济调度模型及运行方法。

背景技术：

1、目前，我国电力行业面临着大规模新能源电力接入电网所带来的随机波动性的冲击。为了解决以风电、光伏发电为代表的不可控分布式电力(distributed generator，dg)入网给电网调度运行带来的一系列影响，虚拟电厂(virtual power plant，vpp)可以大规模有效集成地域分散、类型各异的dg以及用户负荷，能更加充分地发挥dg效益，减小新能源输出功率波动，提高用户供电可靠性；vpp并未改变每个分布式能源(distributed energyresource，der)的并网方式，而是通过技术聚合dg、储能系统、可控负荷等不同类型的der，实现dg的有效聚合和管理，从而具有与常规电厂相似的运行功能，参与电力市场的交易和系统调度；vpp核心是控制协调中心，具有发电管理、dg发电功率预测和电力市场中的经营能力等功能。

2、vpp一般由不可控分布式电力和可控电力组成，可控电力是常规电源或者储能系统，通过不同的优化方法对所建立优化模型进行寻优求解，实现vpp效益最大化或成本最小化。

3、现有技术，很少考虑配电网分时电价对虚拟电厂的影响，而分时电价作为基于价格的需求响应在我国广泛使用，因此对于发电侧的虚拟电厂来说，其运行策略应适应配电网运行环境，通过制定合理运行策略参与削峰填谷和减少发电成本，使虚拟电厂获取更大经济效益；另一方面，现有技术中储能系统较为单一，储能系统中抽水蓄能和储能电池缺乏互补的运行策略。

4、文献号为cn115995850b的专利文献公开一种虚拟电厂群的协同调度优化方法和装置，该方案属于电网技术领域，其在制定电力调度计划时，虽然考虑wpp和pv的日前预测结果，并结合日内预测值修正wpp和pv预测偏差，以及结合随机性电源的实时出力，以向其余vpp或upg购买电能、调用ibdr的方式，保证电能实时供需平衡。但其方案同时存在，1、缺少对可控电力运行调整的策略，不易获取最佳vpp净收益；2、储能系统缺乏对抽水蓄能和储能电池优化运行调整，不利于获取更好的经济效益和电能质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种考虑分时电价的虚拟电厂混合储能经济调度模型及运行方法，通过虚拟电厂基于分时电价，对不可控电力出力、可控电力出力和储能系统进行经济性优化策略调度，获取最佳vpp净收益，获取配电网供电更好的经济效益。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种考虑分时电价的虚拟电厂混合储能经济调度模型的运行方法，所述虚拟电厂vpp包括可控电力出力、不可控分布式电力出力和储能系统，所述方法包括以下步骤：

3、s1、vpp预测不可控分布式电力次日出力，获取次日不可控分布式电力出力曲线；

4、s2、vpp综合考虑不可控分布式电力出力曲线、配电网分时电价、可控电力和不可控分布式电力及储能系统运行成本，获取vpp次日出力方案，并向配电网申报vpp次日出力方案；

5、s3、配电网确认vpp申报的出力计划，调度vpp与区域内其他发电机组共同出力；

6、s4、vpp依据确认后的vpp出力计划和不可控分布式电力实际出力，获取不可控电力出力偏差；

7、s5、vpp基于分时电价，对不可控分布式电力出力、可控电力出力和储能系统进行经济性优化策略调度，获取最佳vpp净收益。

8、进一步地：所述可控电力包括燃气轮机、所述储能系统包括抽水蓄能和储能电池，所述不可控分布式电力包括风力发电和光伏发电。

9、进一步地：所述模型功率平衡约束条件为：

10、

11、其中：pt为t时段vpp申报出力计划，为t时段抽水蓄能充电功率，为t时段储能电池充电功率；

12、为t时段风力发电出力，为t时段光伏发电出力，为t时段燃气轮机发电出力，为t时段抽水蓄能发电出力，为t时段储能电池发电出力；

13、为表示t时段vpp出力偏差。

14、进一步地：所述可控电力功率约束条件包括：

15、燃气轮机约束条件

16、

17、其中：分别表示燃气轮机功率上限和下限；

18、抽水蓄能约束条件：

19、rmin＜rt＜rmax

20、

21、

22、

23、

24、其中，rmin、rmax分别表示上库容下限值和上限值；rt表示t时段上库容蓄水量；分别表示发电和抽水的状态变量，取值0或1；α、β分别表示发电和抽水功率；分别表示发电功率下限值和上限值；分别表示抽水功率下限值和上限值；

25、储能电池约束条件：

26、

27、

28、

29、

30、

31、其中，分别表示储能电池容量下限值和上限值；表示t时段储能电池容量；分别表示充、放电的状态变量，取值0或1；η、λ分别表示发电和抽水效率；分别表示充电功率下限值和上限值；分别表示放电功率下限值和上限值。

32、进一步地，所述最佳vpp净收益获取公式为：

33、

34、其中

35、

36、

37、

38、

39、ytvpp为t时段vpp净收益；表示vpp收益；表示vpp运行管理成本；表示vpp能耗成本；表示vpp惩罚成本；表示弃风弃光成本；分别为风电、光伏、燃气轮机、抽水蓄能、储能电池的运行管理系数；xg分别为分时电价售电电价、购电电价、燃气轮机单位发电燃料成本。

40、进一步地，其特征在于：所述燃气轮机出力经济性优化策略为：

41、a1不可控分布式能源出力优先利用；

42、a2发电成本高于售电电价，燃气轮机停机；

43、a3发电成本低于售电电价，燃气轮机发电；

44、a4当不可控分布式能源出力大于储能系统消纳时，燃气轮机减少发电。

45、进一步地：所述储能系统进行经济性优化策略为：

46、b1如果出力偏差大于0，不可控分布式能源出力不足，vpp储能系统供电；

47、b11出力偏差小于抽水蓄能最小出力时，储能电池供电；

48、b12出力偏差大于抽水蓄能最小出力时，抽水蓄能和储能电池联合运行供电；

49、b2如果出力偏差小于0，不可控分布式能源出力过剩，vpp储能系统储能，b21出力偏差小于抽水蓄能最小蓄能时，储能电池储能；

50、b22出力偏差大于抽水蓄能最小蓄能时，抽水蓄能和储能电池联合储能；

51、b3抽水蓄能在分时电价谷段购电储能，抽水蓄能在分时电价峰段供电获利。

52、一种考虑分时电价的虚拟电厂混合储能经济调度模型，包括：

53、不可控分布式电力，包括风力发电和光伏发电，用于获取可再生电力能源；

54、可控电力包括燃气轮机，基于配电网分时电价停机或发电；

55、储能系统，包括抽水蓄能和储能电池，依据可控电力和不可控电力的电力出力进行蓄能或供电；

56、其中，不可控分布式电力、可控电力和储能系统构成虚拟电厂vpp，所述虚拟电厂vpp基于分时电价，对不可控分布式电力出力、可控电力出力和储能系统进行经济性优化策略调度，获取最佳vpp净收益。

57、本发明的有益效果：

58、1、本发明通过设计虚拟电厂vpp可控能源运行策略，对不可控电力出力偏差进行调整，有效降低配电运行成本，获得更好的经济效益，同时减低了vpp不可控分布式电力出力预测误差对配电网经济性运行的影响。

59、2、本发明通过给出可控电力和能源系统设备约束条件，有利于实现对虚拟电厂vpp模型的构建，建成的虚拟电厂vpp实用性更强，能源转换利用效率更高，有利于对不可控分布式电力出力偏差进行调整，有效降低配电运行成本，获得更好的经济效益。

60、3、本发明通过明确最佳vpp净收益函数，有利于虚拟电厂vpp基于分时电价，对不可控分布式电力出力、可控电力出力和储能系统进行经济性优化策略调度，获取最佳vpp净收益，有利于掌握模型实用化后降低配电网运行成本；构建的虚拟电厂vpp能使分布式不可控分布式电力更好地参与配电网运行，配电网分时电价能有效激励虚拟电厂vpp参与削峰填谷获得更大效益。

61、4、本发明通过抽水蓄能和储能电池联合运用，解决大规模不可控电力接入配电网时，配备抽水蓄能和小规模储能电池的弊端，抽水蓄能和储能电池联合运行兼顾彼此的局限性，能使vpp获得更好的经济效益。