[发明专利]一种考虑需求响应的虚拟电厂日前优化调度方法

权利要求书

1.一种考虑需求响应的虚拟电厂日前优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据虚拟电厂内部各可再生分布式电源所在地区风速、光照强度、温度这些历史数据信息，估计风力分布式电源、光伏分布式电源出力的概率密度函数模型参数，得到概率密度模型；

步骤2、将虚拟电厂中的需求侧资源分为基于激励的需求响应资源和基于价格的需求响应资源，以虚拟电厂进行需求响应前后收益变化量确定两种需求响应的响应成本；所述基于激励的需求响应成本确定时，首先根据历史负荷信息，预测出基于激励的需求响应的总负荷量，以此为需求响应前的基准负荷，得到进行需求响应前的售电收益，再由虚拟电厂控制中心给定的需求响应负荷削减量确定需求响应后的售电收益，最后得到基于激励的需求响应成本，基于激励的需求响应成本计算表达式为：

式中，C′_inc,n,t为第t时间段第n个基于激励的需求响应的成本，λ_com,n,t、P_IL,n,t分别为第t时间段第n个基于激励需求响应的负荷削减补偿价格、需求响应负荷削减量以及需求响应前的负荷量，λ_t为第t时间段虚拟电厂向内部负荷的售电电价，ξ_IL,n,t＜0时，表示用户欠响应，λ_L表示单位停电造成的损失；ξ_IL,n,t≥0时，表示用户过响应；

步骤3、以最大化虚拟电厂收益为目标建立优化模型，进行虚拟电厂日前经济优化调度。

2.如权利要求1所述考虑需求响应的虚拟电厂日前优化调度方法，其特征在于，步骤1中以二参数的Weibull分布拟合风速概率密度，得到风力分布式电源出力概率密度，以二参数的Beta分布拟合光照强度概率密度，得到风力分布式电源出力概率密度，以正态分布拟合负荷概率密度。

3.如权利要求1所述考虑需求响应的虚拟电厂日前优化调度方法，其特征在于，步骤2中，基于价格的需求响应成本确定时，首先根据历史负荷信息，预测出基于价格的需求响应的总负荷量，再由虚拟电厂控制中心确定售电价格的变化量，由负荷变化量得到基于价格的需求响应成本，估计出基于价格的需求响应偏差的概率密度函数，负荷实际削减量为由虚拟电厂控制中心电价变化量引起的负荷削减量与负荷削减偏差量之和；

所述基于价格的需求响应成本计算表达式为：

式中，ξ_PL,n,t＜0时，表示用户欠响应，ξ_PL,n,t≥0时，表示用户过响应，C′_pri,m,t为第t时间段第m个基于价格的需求响应的成本，k为虚拟电厂为提高用户积极性而设置的优惠电价比例，P_PL,m,t为第t时间段第m个基于价格的需求响应前的负荷量，Δλ_t虚拟电厂控制中心决定的售电价格调整量，e_m为第m个基于价格的需求响应的价格自弹性系数。

4.如权利要求1所述考虑需求响应的虚拟电厂日前优化调度方法，其特征在于，步骤3中，建立以虚拟电厂收益最大为目标的优化模型，控制变量包括可控分布式电源出力、储能装置充放电功率、基于激励的需求响应负荷削减量和基于价格的需求响应电价变化量为主的决策变量，以及可再生分布式电源出力和需求响应负荷削减偏差量为主的随机变量，并采用概率形式的机会约束描述可再生分布式电源和需求响应的不确定性，利用蒙特卡洛随机模拟方法对机会约束进行处理；

所述虚拟电厂收益表达式为：

式中，λ_m,t、P_t分别为第t时刻虚拟电厂与外部电网的交互电价和交互功率，P_L,t为第t时刻虚拟电厂内部售电电量；N、M表示虚拟电厂内部基于激励和基于价格的需求响应数；N_DG为虚拟电厂中包含的分布式电源数和储能装置总数，r为利息率，n_i、C_ins,i、P_r,i、τ_g,i分别为第i种分布式电源的折旧年限、安装成本、额定发电功率和年利用小时数，P_DG,i,t为t时间段分布式电源i的有功出力，K_OM,i为第i种分布式电源的单位发电量维护成本，C_gas和L分别为燃料单价和热值，η_i、Q_gas,i分别为第i种分布式电源的发电效率和单位发电量消耗的燃料量；

在计算虚拟电厂收益时引入风险成本，其计算表达式为：

式中，当出现虚拟电厂实际发电量不能满足内部负荷和向外部售电时，表达式不为零，λ_p,t为第t时间段虚拟电厂失负荷产生的单位罚金；

虚拟电厂收益最大目标函数为：

max F＝f₁-f₂

将虚拟电厂失负荷风险采用机会约束的形式描述：

式中，ω_t为第t时间段失负荷量的允许值，α_r,t为置信水平；

可控分布式电源出力和爬坡约束：

式中，和分别为分布式电源i出力上下限，和分别为分布式电源i的最大向上爬坡功率和最大向下爬坡功率；

储能装置充放电功率约束：

式中，和分别为储能能量的最低、最高限值，P_BSi,t为第t时间段储能的输出功率；要使储能装置各个调度周期内能够持续的发挥作用，需要满足首末时间段的储能容量相等，即E_BS(0)＝E_BS(24)，表示为：

式中，η_D和η_C为储能装置充、放电效率，P_BSi,t＞0，表示储能装置放电，P_BSi,t＜0，表示储能装置充电。