[发明专利]一种基于CVaR的虚拟电厂优化调度建模方法

说明书

本发明提出了一种基于条件风险价值CVaR的VPP优化调度建模方法，用风险的理论去探讨VPP调度优化问题，VPP中含有大量风光等可再生能源，其出力与常规能源不同，具有很强的间隙性及波动性，因此VPP优化调度问题是一个具有不确定性的问题，从而使得调度VPP有可能面临风险，而利用CVaR理论可以准确地度量VPP在调度运行中的风险，从而权衡经济性与风险性。本发明在传统VPP调度运行的目标函数中，加入了度量风险的CVaR项，使得该问题数学模型的目标函数不仅考虑总成本最小，还要考虑风险最小，将CVaR乘上一个权重系数加入目标函数，从而将多目标问题转化为单目标问题求解。本发明还对不同风险偏好的运营商进行分级，为不同风险偏好的VPP运营商提供具有指导性的方案。

技术领域

本发明属于电力系统运行与调度技术领域，特别涉及一种基于CVaR的虚拟电厂优化调度建模方法。

背景技术

传统发电带来的环境污染以及当今世界可持续发展的理念促使包括风力和光伏发电在内的可再生能源迅速发展。但是，可再生能源发电具有很强的随机性和不可控性，风电和光伏的单独并网会影响到电力系统的安全运行。为了克服上述缺点，国内外学者提出了虚拟发电厂(virtual power plant,VPP)[3-4]的概念。

VPP通过对各类分布式发电机组(Distributed Generator,DG)、可控负荷(dispatchable load,DL)和分布式储能设施(Ditributed Energy Storage,DES)等设备的有机聚合，不但可以减少可再生能源发电间歇性和随机性的影响，并且可以获得规模经济的效益。VPP的特点符合世界的发展需求，有着广阔的应用前景，截止到2014年底，全球VPP总容量增至4.8GW，预计到2023年，其规模将增至28GW，年收入可达53亿美元[6]。

然而在虚拟电厂调度运行过程中，由于各分布式电源发电具有间隙性和随机性，导致VPP运营商的收益具有波动性，如何合理地分配各分布式电源发电量，不仅影响到收益和成本等经济问题，对于资源能否充分利用、环境问题等也具有深刻的影响。本发明从降低运行商的经济风险角度出发，用投资组合理论中的条件风险价值为衡量指标，以此做出合理的日前调度策略。

发明内容

本发明本发明提供了一种基于CVaR的虚拟电厂优化调度模型，能够更好的为决策者提供最优策略方案。

本发明具体为一种基于CVaR的虚拟电厂优化调度建模方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定VPP组成部分与各部分功能，并对各个部分进行建模及分析；

步骤2：为仿真实际运行下VPP各分布式电源出力不确定性，以场景技术通过综合考虑各场景下电源出力来模拟不确定性；

步骤3：综合考虑各组成部分的实际运行约束，确立以系统总运行成本最优为目标的VPP优化调度模型目标函数；

步骤4：在上述模型的目标函数中加入CVaR条件风险价值作为理论基础，以此衡量运行调度成本的经济性与风险性；

步骤5：对风险系数进行分级，以此来表示不同风险偏好的VPP运营商的要求；

步骤6：综合以上步骤，建立考虑CVaR的VPP优化调度模型。

所述步骤1具体包括以下步骤：

(1)光伏发电系统建模分析：

光伏发电量视为服从Beta分布，具有强随机性，假设给定一组光伏电池阵列，其面积和光电转换效率分别为A和η，则这组光伏电池阵列的输出功率为：

P_pv＝rAη

式中r为这一时间段内的实际光照强度；

(2)风力发电系统建模分析：