[发明专利]一种虚拟电厂容量优化配置方法

说明书

本发明提出一种考虑风险的虚拟电厂容量优化配置方法，利用CVaR度量可再生能源出力及市场电价不确定性给规划VPP带来的风险；在规划建设VPP的目标函数中，将CVaR乘上一个权重系数，并以权重系数的大小衡量投资商的风险偏好水平，同时计及VPP实时运行中各种约束条件，建立考虑条件风险价值的虚拟电厂多电源容量优化配置模型。该模型量化了投资商在规划建设及运行VPP时由于各种不确定因素导致的风险，提供了多电源容量最优配置方案。在此基础上，本发明还探讨了不同风险偏好的投资商在规划建设VPP时面对多电源容量配置问题所做策略上的不同，为不同风险偏好的投资商在规划建设虚拟电厂时面对多电源容量配置问题提供定量依据。

技术领域

本发明属于电力系统运行与规划领域，尤其涉及一种虚拟电厂容量优化配置方法。

背景技术

随着世界范围内化石能源的日益消耗，环境问题日益突出。利用可再生能源(renewable energy source,RES)发电的分布式电源(distributed generator,DG)以其经济、高效、环保等特点得到了越来越广泛的关注，逐渐成为了未来全球能源发展的主要方向。然而，可再生能源发电具有很强的随机性和间歇性，管理困难且接入后会对电网的安全稳定运行带来更大的威胁。

为了有效解决上述分布式电源并网所带来的困难，实现分布式电源的协调控制与能量管理，目前广泛采用微网和虚拟电厂(virtual power plant，VPP)的形式实现对大量分布式电源的灵活控制与管理。其中，VPP通过将各类分布式电源、储能系统及可控负荷聚合成一个有机整体参与电力市场的竞标和运营，一方面有利于缓解可再生能源对电网造成的波动，另一方面实现了资源的优化利用，从而有望获得规模化的经济效益。

虚拟电厂中风、光等可再生能源出力及市场电价的不确定性会导致其收益具有一定的风险性。合理配置虚拟电厂中风电、光伏、储能以及常规机组的容量，能够降低系统成本，使投资者的利益最大化。

在规划含有可再生能源发电的微网和虚拟电厂时，要充分考虑分布式电源发电的间歇性、互补性等因素。如何平衡投资与收益、合理配置可再生能源、常规发电机组及储能的容量问题引起了国内外学者关注。

投资组合理论可用于权衡资产风险和收益的关系，已在电力建设规划、发电商电量分配以及装机容量优化等领域得到了广泛的应用。不确定因素影响下的多电源容量配置问题也正是投资组合理论中典型的资产配置问题。CVaR作为一种有效的风险度量手段已经被广泛应用于电力系统的风险管理中，该方法有效解决了均值-方差理论在衡量风险时的缺点。

目前容量配置研究主要集中在微网，而VPP作为一个整体参与市场运营，在运行方式上可以更加灵活地通过向市场售购电来平抑可再生能源出力的波动。并且，目前对于VPP的研究大多集中在调度运行方面，鲜有研究考虑VPP规划运行一体化。此外，大多数针对规划的研究并没有考虑投资商在收益上面临的不确定性风险。

发明内容

发明目的：为克服现有技术不足，本发明旨于提供一种考虑条件风险价值、能够更好的为决策者提供最优策略方案的虚拟电厂容量优化配置方法，

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种虚拟电厂容量优化配置方法，包括以下步骤：

步骤1：对VPP中典型结构组成与功能进行分析及建模；

步骤2：以场景技术模拟VPP中不确定性因素；

步骤3：建立只考虑系统成本的VPP多电源容量配置模型目标函数；

步骤4：以投资组合理论及风险度量方法为理论基础，在上述VPP多电源容量配置模型目标函数中加入条件风险价值以衡量风险，并对应不同风险偏好水平的投资商，对风险系数进行分级；

步骤5：根据上述步骤得到的目标函数，结合VPP实际运行中各种约束条件，建立VPP规划运行一体化模型。