[发明专利]多主体博弈的虚拟电厂容量优化配置法

说明书

本发明涉及一种多主体博弈的虚拟电厂容量优化配置法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、多投资商虚拟电厂架构及其调节能力分析；步骤二、虚拟电厂聚合模型及成本效益分析指标构成；步骤三、多投资商虚拟电厂的容量配置模型；步骤四、基于改进Shapley值法的合作收益分配修正模型四个步骤；基于改进Shapley值法的合作收益分配修正模型提升虚拟电厂容量配置模型的鲁棒性。有益效果：本发明能够成功应对分布式电源投资商多种博弈模式，有效提升投资商个体收益，实现投资商群体收益最大化，稳固多投资商最优合作模式，降低可再生能源发电和电价不确定性造成的风险，提高了投资风险抵抗能力。

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种多主体博弈的虚拟电厂容量优化配置法。

背景技术

大量分布式发电并网和互联网技术深度融合是能源互联网的主要特点。大量的分布式发电并网使得智能电网具有分布式小容量、分布式发电类型多、数量大、地域分散等特点。电力调度中心难以对分布式发电进行集中控制，对电网的可靠安全运行造成了重大影响。同时，各种分布式发电都具有一定的调节能力，可以为电网调度提供灵活的资源。

在众多可行的技术解决方案中，虚拟发电厂(VPP)可以将各种分布式发电集成在一起。通过对大量分布式发电的灵活管理和控制，可以提高其整体输出的稳定性和可靠性，实现分布式发电并网的安全性和效率。与微电网相比，VPP具有较小的地理局限性和较大的分布式发电并网规模。因此，VPP可以更有效地将分布式发电与电力系统连接起来，实现资源的整合与分配，是智能电网实现参考能源供应侧交互与智能化的重要途径，也是能源互联网的最终配置。然而，为了充分利用VPP，在规划阶段对各种分布式发电进行合理的容量配置是非常重要的。

近年来，许多学者对分布式发电的容量配置进行了研究，但主要集中在微电网方面。与微电网相比，VPP作为一个整体参与电力市场，可以更灵活地稳定可再生能源发电的波动。VPP中各种分布式电源的优化配置直接影响到能源利用效率、供电可靠性和电能质量。它是保证配电网安全、可靠、经济运行的关键，是充分利用VPP的重要前提。专利公布号为CN107464010A的专利文献公开了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。专利公布号为CN 110516843 A的专利文献公开了一种一种虚拟电厂容量优化方法，其特征在于，所述方法包括：生成虚拟电厂的分布式电源的出力场景，并构建所述虚拟电厂接入配电网的协同优化模型；根据所述出力场景以及协同优化模型构建所述虚拟电厂的收益分配模型；基于遗传算法根据所述收益分配模型确定所述虚拟电厂的目标容量配置。

然而，目前对VPP的研究大多集中在调度和运行上，对VPP规划的研究相对较少，尚仍然存在一些问题。由于包含多个分布式发电的VPP容量配置存在多种合作模式，已有研究缺乏对多个分布式发电投资者博弈模式的必要建模和论证，得到的VPP容量配置与实际情况存在较大差异。在开放的电力市场中，投资者之间存在着直接的竞争和潜在的合作。为了追求自身收益最大化，投资者选择是否参与合作、与谁合作、是否保持长期稳定的合作，这将对VPP中多个分布式发电的容量配置产生影响。分析不同类型分布式发电投资者之间合作的可能性，可以为VPP的建模提供理论支持。博弈论作为研究多智能体交互决策过程和结果的理论方法，有望成为VPP优化配置的有力工具。另外，对VPP优化配置的研究缺乏对VPP调节能力和随机性的定量描述，忽视了风速、光强和电价的不确定性带来的经济风险，未能形成一个考虑多个分布式发电、多个投资者和风险价值的完整VPP优化配置体系。此外，在多台分布式发电机组的容量优化配置中，缺乏对关键要素的动态敏感性分析。

发明内容