虚拟储能设备调度方法、装置、存储介质及计算机设备与流程

文档序号:43955538发布日期:2025-12-05 19:43阅读:15来源:国知局
技术简介:
本专利针对虚拟储能设备调度中虚拟电池模型灵活性与分解可行性难以兼顾的问题,提出构建半平面凸多胞体虚拟电池模型,结合三阶段鲁棒优化与KKT条件转化为混合整数线性规划模型,实现调度信号的高效求解与可分解性平衡。
关键词:虚拟储能设备调度,凸多胞体模型,混合整数线性规划

本技术涉及电网,尤其涉及一种虚拟储能设备调度方法、装置、存储介质及计算机设备。


背景技术:

1、在现代电网中,虚拟储能设备,如分布式储能、温控负荷和电动汽车等,可以聚合成虚拟电池,为新型电网提供灵活性。现有研究主要通过内部和外部逼近法来估算精确的聚合灵活性,分别称为充分电池模型(sbm,sufficient battery model)和必要电池模型(nbm,necessary battery model)。

2、其中,nbm是通过直接对每个虚拟储能设备的功率和能量边界求和得到的,这往往会显著的扩大原本的聚合可行域(eaf,exact aggregate flexibility)。如果调度信号取为虚拟电池模型的顶点,那么它很可能是不可分解的。sbm电池模型包括基于多胞体的几何方法和基于解耦功率区间的盒式聚合方法,这些方法可以有效保证调度信号的可分解性。然而,sbm可能会过于保守,尤其是在虚拟储能设备具有不同的可调度时段时,会牺牲大量的灵活性。

3、尽管现有技术中nbm和sbm两种方法在不同程度上提升了虚拟电池建模的准确性和可行性,但nbm容易导致过度估计,导致调度方案难以执行,而sbm过于保守,限制了系统的灵活性。总而言之,现有技术的虚拟储能设备调度方法中虚拟电池建模无法同时兼顾最大化聚合灵活性和分解可行性。


技术实现思路

1、本技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一,特别是现有技术中虚拟储能设备调度方法中虚拟电池建模无法同时兼顾最大化聚合灵活性和分解可行性的技术缺陷。

2、本技术提供了一种虚拟储能设备调度方法,所述方法包括:

3、获取电网中多个虚拟储能设备的物理参数,并根据各个物理参数构建每一虚拟储能设备的虚拟电池模型;所述虚拟电池模型采用半平面形式的凸多胞体表征;

4、对各个虚拟电池模型进行边界求和,生成聚合灵活性的外近似模型;

5、通过价格引导机制确定所述电网的三阶段鲁棒优化问题,并采用kkt最优化条件将所述三阶段鲁棒优化问题转化为混合整数线性规划模型;

6、利用所述混合整数线性规划模型对所述外近似模型进行优化求解,生成调度信号,并通过所述调度信号对各个虚拟储能设备进行参数调度。

7、可选地,所述根据各个物理参数构建每一虚拟储能设备的虚拟电池模型,包括:

8、针对每一虚拟储能设备,将该虚拟储能设备的物理参数转化为数学约束;所述数学约束包括功率约束、能量约束和时间窗口约束;

9、采用半平面形式的凸多胞体对所述数学约束中的各个线性不等式约束进行组合,形成虚拟电池模型。

10、可选地,所述对各个虚拟电池模型进行边界求和,生成聚合灵活性的外近似模型,包括:

11、提取每一虚拟电池模型的边界参数,所述边界参数包括功率边界、能量边界和可调度时段;

12、基于各个虚拟电池模型的可调度时段,对各个功率边界进行逐时段求和,得到功率边界求和结果,以及,对各个能量边界进行累积求和,得到能量边界求和结果;

13、基于所述功率边界求和结果和所述能量边界求和结果,生成聚合灵活性的外近似模型。

14、可选地,所述通过价格引导机制确定所述电网的三阶段鲁棒优化问题,包括:

15、基于灵活性域、备用容量与最大化经济收益之间的关系确定第一阶段优化问题;

16、基于节点边际电价、灵活性域与调度信号之间的关系确定第二阶段优化问题;

17、基于调度信号与各个虚拟储能设备之间的关系确定第三阶段优化问题;

18、根据所述第一阶段优化问题、所述第二阶段优化问题和所述第三阶段优化问题形成所述电网的三阶段鲁棒优化问题。

19、可选地,所述采用kkt最优化条件将所述三阶段鲁棒优化问题转化为混合整数线性规划模型,包括:

20、采用kkt最优化条件对第二阶段优化问题进行约束替换,得到第一规划问题;

21、通过预设惩罚系数将所述第三阶段优化问题并入到所述第一阶段优化问题中,得到第二规划问题;

22、根据所述第一规划问题和所述第二规划问题生成混合整数线性规划模型。

23、可选地,所述利用所述混合整数线性规划模型对所述外近似模型进行优化求解,生成调度信号,包括:

24、确定所述电网的未来节点边际电价预测场景;

25、将所述未来节点边际电价预测场景和所述外近似模型输入至所述混合整数线性规划模型中,以使所述混合整数线性规划模型基于所述未来节点边际电价预测场景对所述外近似模型进行优化求解,并输出得到调度信号。

26、可选地,所述通过所述调度信号对各个虚拟储能设备进行参数调度,包括:

27、从所述调度信号的分解结果中确定每一虚拟储能设备对应的调度子信号;

28、通过各个调度子信号对每一虚拟储能设备进行参数调度。

29、本技术还提供了一种虚拟储能设备调度装置,包括:

30、模型构建模块,用于获取电网中多个虚拟储能设备的物理参数,并根据各个物理参数构建每一虚拟储能设备的虚拟电池模型;所述虚拟电池模型采用半平面形式的凸多胞体表征;

31、模型聚合模块,用于对各个虚拟电池模型进行边界求和,生成聚合灵活性的外近似模型;

32、问题转化模块,用于通过价格引导机制确定所述电网的三阶段鲁棒优化问题,并采用kkt最优化条件将所述三阶段鲁棒优化问题转化为混合整数线性规划模型;

33、设备调度模块,用于利用所述混合整数线性规划模型对所述外近似模型进行优化求解,生成调度信号,并通过所述调度信号对各个虚拟储能设备进行参数调度。

34、本技术还提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述虚拟储能设备调度方法的步骤。

35、本技术还提供了一种计算机设备,包括:一个或多个处理器,以及存储器;

36、所述存储器中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时,执行如上述实施例中任一项所述虚拟储能设备调度方法的步骤。

37、从以上技术方案可以看出,本技术实施例具有以下优点:

38、本技术提供的虚拟储能设备调度方法、装置、存储介质及计算机设备,在调度虚拟储能设备时,可以先获取电网中多个虚拟储能设备的物理参数,并根据各个物理参数构建每一虚拟储能设备的虚拟电池模型,这里的虚拟电池模型采用半平面形式的凸多胞体表征,使得电网在面对负荷波动时更加稳定;然后可以对各个虚拟电池模型进行边界求和,生成聚合灵活性的外近似模型,从而保留nbm的快速计算特性;接着可以通过价格引导机制确定电网的三阶段鲁棒优化问题,并采用kkt最优化条件将三阶段鲁棒优化问题转化为单层的混合整数线性规划模型,以将问题的复杂性简化,在确保问题高效求解的同时实现可分解性。最后可以利用该混合整数线性规划模型对外近似模型进行优化求解,生成调度信号,并通过调度信号对各个虚拟储能设备进行参数调度,以便有效地管理电网中的能源需求和供给。

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