[发明专利]一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法有效

专利信息
申请号: 202010812444.0 申请日: 2020-08-13
公开(公告)号: CN112072640B 公开(公告)日: 2022-01-07
发明(设计)人: 王宣元;张涛;胡泽春;张浩;刘蓁;张丹阳 申请(专利权)人: 国网冀北电力有限公司;清华大学
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28;H02J3/14
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 廖元秋
地址: 100054 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 虚拟 电厂 聚合 资源 容量 优化 方法
【说明书】:

发明提出一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法,属于智能电力系统的分布式能源调度运行技术领域。本发明首先通过建筑负荷需求预测,获得虚拟电厂可聚合的灵活性负荷大小以及每种灵活性负荷的调节范围;通过基于能源资源条件分析,获得建筑所在区域的可再生能源的出力预测;基于灵活性负荷大小和可再生能源的出力预测,构建多能源的虚拟电厂聚合资源的容量优化模型并求解,得到虚拟电厂聚合资源的容量优化结果。本发明能够很好的地实现基于建筑用能的虚拟电厂配置选择和容量优化,从而提高电力系统资源配置的灵活性。

技术领域

本发明涉及智能电力系统的分布式能源调度运行技术领域,尤其涉及一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法。

背景技术

随着分布式电源大量接入配电网,其处理的不稳定性给配电网的运营带来新的挑战;城市楼宇负荷快速增长、峰谷差不断增大增加电网运行的困难。基于分布式电源侧、储能侧和用户侧灵活性负荷的需求响应作为一种有效调节手段,在一定程度上可有效解决上述问题。

虚拟电厂(Virtual power plant,VPP)是实现可再生分布式发电就地接入系统以及提高系统能源利用效率最具优势的一种形式,可以整合各种分布式能源,包括分布式电源、灵活性负荷和储能系统,其基于高度集成、高速双向通信网络,融合先进的传感、控制、高端电气设备,采用于先进的信息通信技术和能量管理体系,进而灵活的调动区域内广泛的分布式能源、储能系统、灵活性负荷,从而融合成统一的新型聚集体,并为系统提供高可靠、高质量、高安全的综合能源服务。而在VPP聚合这些资源时,其容量的优化需要深入的研究,以便形成更为合理的VPP资源配置容量。

现有的针对虚拟电厂的研究主要是针对电动车、风能、光伏的负荷或电源规划,但针对不同类型楼宇内多类型能源组成的虚拟电厂容量的优化方法较少涉及。

发明内容

本发明的目的是为填补已有技术的空白之处,提出一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法。本发明能够很好的地实现基于建筑用能的虚拟电厂配置选择和容量优化,从而提高电力系统资源配置的灵活性。

本发明提出一种虚拟电厂聚合资源的容量优化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

1)建筑负荷需求预测;具体方法为:

1-1)获取虚拟电厂对应建筑的所在区域的天气参数以及该建筑的建筑维护结构传热特性参数和空调系统特性参数;

1-2)基于步骤1-1)获取的参数,采用正向建模方法,计算该建筑全年的冷、热、电逐时负荷需求;通过聚类获得该建筑逐月典型日的逐时冷、热、电负荷需求并作为该建筑负荷需求预测结果;

2)获取该建筑所在区域的近三年的历史天气参数,重复步骤1),将该三个年份作为三个场景,对该三个场景进行建筑负荷需求预测;

根据每个场景的建筑负荷需求预测结果,分别确定该建筑逐时冷、热、电负荷的最大、最小值并作为对应负荷的调节范围;

3)通过基于能源资源条件分析,获得该建筑所在区域可再生能源的出力预测;

所述能源资源条件包括该区域光伏和风力可利用资源,分别计算该区域分布式光伏的输出功率和分布式风电输出功率,并将计算结果作为该区域的可再生能源的出力预测结果;

4)建立虚拟电厂聚合资源的容量优化模型,该模型由目标函数和约束条件构成;具体步骤如下:

4-1)确定模型的目标函数;

模型的目标函数是虚拟电厂年费用最小,其中年费用包括设备投资折合年费用CInv、年运行维护费用COM、年运行耗能费用CFuel

将步骤1)确定的典型日作为优化的时间长度,建立目标函数表达式如下:

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