[发明专利]一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法及装置

权利要求书

1.一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法，其特征是，包括以下过程：

获取每个虚拟电厂的内部组成元素以及各组成元素的运行数据；

获取多个虚拟电厂参与电力市场进行竞争的非合作博弈模型，所述非合作博弈模型中每个虚拟电厂以追求最大化社会效益为目标，且满足竞价约束条件；

基于获取的数据，求解非合作博弈模型，获得每个虚拟电厂的竞标策略，所述竞标策略包括竞标电量和竞标电价。

2.根据权利要求1所述的一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法，其特征是，所述虚拟电厂的内部组成元素包括电动汽车、风光、燃气轮机和需求响应的任意组合。

3.根据权利要求1所述的一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法，其特征是，所述非合作博弈模型包括：

每个虚拟电厂的目标函数如下：

式中：P表示虚拟电厂i的社会效益，M_t表示t时段虚拟电厂i的总收益；表示t时段燃气轮机的发电成本；表示t时段中断负荷的补偿成本；表示t时段电动汽车的损耗成本；

其中，燃气轮机发电成本：

燃气轮机的成本由其生产、启动停止和碳排放惩罚共同决定；燃气轮机的运行特性分为高恒功率运行，功率调整时滞，低恒功率运行三个时段；

式中：分别表示t时段燃气轮机固定成本、开启成本、停止成本；a_n表示燃气轮机第n段发电成本斜率；表示t时段燃气轮机在n分段上的出力；N表示燃气轮机运行总分段数，表示各分段出力之和，C_l为碳排放惩罚成本之和；

其中碳排放惩罚成本之和C_l表达式为：

式中：N表示污染气体之和；Q_i,l表示燃气轮机第l项污染气体排放强度；V_l，Y_l分别表示第l项污染气体环境价值和惩罚数量级；

中断负荷补偿成本：

考虑不同中断负荷对用户的影响不同，补偿成本与负荷等级相关，负荷等级越高，补偿成本越高；

式中：N表示中断负荷等级数；表示第n级中断负荷补偿价格；表示t时段第n级中断负荷量，为决策变量；

电动汽车损耗成本：

电动汽车电池具有一定的寿命，每次放电均会对电动汽车的电池产生损耗，电动汽车损耗成本可表示为：

式中：N表示电动汽车的数量；表示第n辆电动汽车的购买成本；表示第n辆电动汽车电池寿命循环次数；表示第n辆电动汽车电池容量；表示第n辆电动汽车电池可用放电深度；表示t时段第n辆电动汽车的放电功率；表示第n辆电动汽车的放电效率；表示t时段第n辆电动汽车的行驶距离；E_n表示第n辆电动汽车的能量需求。

4.根据权利要求1所述的一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法，其特征是，所述竞价约束条件包括：

竞标电量约束：

考虑到最大发电容量与VPP之间功率限制，VPP在参加竞价的过程中应该满足如下约束：

式中：P_i,t表示虚拟电厂i在t时段内的竞标电量；表示虚拟电厂i的最大发电容量；P_t^min，P_t^max分别表示虚拟电厂i竞价电量的最小值、最大值；

竞标电价约束：

VPP在参与竞价过程中，其虚拟电厂i电价满足约束：

式中：表示虚拟电厂i在t时间内的电价；分别表示虚拟电厂i参与竞价的最低、最高电价；

功率平衡约束：

VPP在参与竞价过程中的每个阶段功率均保持平衡，因此，VPP的虚拟电厂间有如下功率约束：

式中：N表示虚拟电厂的总数；表示风机在t时间内所发功率；表示光伏在t时间内所发功率；表示燃气轮机在t时间内所发功率；表示储能设备在t时间内的放电功率；表示t时间内负荷总量。

5.根据权利要求1所述的一种基于微电网调度的虚拟电厂能源管理方法，其特征是，采用人工蜂群算法求解非合作博弈模型。