CN112072645A - 一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法 - Google Patents

一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法，属于综合能源系统的运行控制技术领域。本发明方法，首先在日前得到的聚合模型及最新预测、设备状态等实时信息，修正虚拟电厂的等值模型，该等值模型包含日前等值模型及日内等值模型，其中日前等值模型基于鲁棒优化进行计算，而日内等值模型基于日前得到的聚合模型及最新预测、设备状态等实时信息，更新虚拟电厂的等值模型，因此减少了模型的保守性，适用于电力系统的日内滚动调度或实时调度。

Description

一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法
技术领域
本发明涉及一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法，属于综合能源系统的运行控制技术领域。
技术背景
能源互联网环境下，以新能源发电为代表的大量分布式资源的随机性、波动性为电力系统乃至能源系统带来了巨大挑战，对电网的安全、可靠、经济运行产生重大影响。虚拟电厂作为对分布式能源接入电网进行有效管理的重要形式，将大量的分布式能源、可控负荷和储能装置聚合成一个虚拟的整体，从而参与电网的运行和调度，提升电网运行的安全性与经济性，同时降低电网投资成本。
为了充分发挥多能分布式资源的灵活性，将分布式多能系统聚合成多能虚拟电厂来响应电力系统的调度。多能虚拟电厂等值技术是参与电力市场及电力系统调度的基础。由于多能虚拟电厂日前聚合模型一般均要求鲁棒性，故往往会损失一定的灵活性。
发明内容
本发明的目的是提出一种日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法，以克服已有技术的缺点，在日内基于日前得到的聚合模型及最新预测、设备状态等实时信息，修正虚拟电厂的等值模型，以减少模型的保守性。
本发明方法提出的日前聚合与日内滚动修正衔接的多能虚拟电厂等值方法，包括以下步骤：
(1)在日前建立并求解多能虚拟电厂日前鲁棒聚合模型，具体步骤如下：
(1-1)令循环变量τ＝1；
(1-2)建立日前第一优化模型，日前第一优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure BDA0002647139300000011
为最小，即：
Figure BDA0002647139300000012
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第一优化问题的约束条件包括：
a、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000021
Figure BDA0002647139300000022
其中，
Figure BDA0002647139300000023
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机的有功功率上限和下限，
Figure BDA0002647139300000024
和
Figure BDA0002647139300000025
为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
b、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000026
其中，
Figure BDA0002647139300000027
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure BDA0002647139300000028
和
Figure BDA0002647139300000029
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
c、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：
Figure BDA00026471393000000210
其中
Figure BDA00026471393000000211
为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure BDA00026471393000000212
和
Figure BDA00026471393000000213
为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
d、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure BDA00026471393000000214
其中
Figure BDA00026471393000000215
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure BDA00026471393000000216
和
Figure BDA00026471393000000217
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
e、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000031
Figure BDA0002647139300000032
其中
Figure BDA0002647139300000033
为第iEB台电锅炉的耗电功率上、下限，
Figure BDA0002647139300000034
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，
Figure BDA0002647139300000035
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的供热功率，
Figure BDA0002647139300000036
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure BDA0002647139300000037
和
Figure BDA0002647139300000038
为第iEB台电锅炉的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电锅炉说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000039
Figure BDA00026471393000000310
其中
Figure BDA00026471393000000311
为第iEC台电制冷机的耗电功率上、耗电功率下限，
Figure BDA00026471393000000312
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的耗电功率，
Figure BDA00026471393000000313
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure BDA00026471393000000314
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure BDA00026471393000000315
和
Figure BDA00026471393000000316
为第iEC台电制冷机的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电制冷机说明书获得；
g、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：
Figure BDA00026471393000000317
Figure BDA00026471393000000318
Figure BDA00026471393000000319
Figure BDA00026471393000000320
Figure BDA00026471393000000321
Figure BDA00026471393000000322
Figure BDA0002647139300000041
Figure BDA0002647139300000042
其中，
Figure BDA0002647139300000043
代表蓄电池在调度时刻t处在充电状态，
Figure BDA0002647139300000044
代表蓄电池在调度时刻t未处在充电状态；
Figure BDA0002647139300000045
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电状态的0-1变量，即
Figure BDA0002647139300000046
代表蓄电池在调度时刻t处在放电状态，
Figure BDA0002647139300000047
代表蓄电池在调度时刻t未处在放电状态；
Figure BDA0002647139300000048
为第iES台蓄电池在调度时刻t的充电功率，
Figure BDA0002647139300000049
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电功率，
Figure BDA00026471393000000410
为第iES台蓄电池的充电功率上下限；
Figure BDA00026471393000000411
为第iES台蓄电池的放电功率上下限；
Figure BDA00026471393000000412
为第iES台蓄电池设备在调度时刻t的充电转换状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000000413
代表蓄电池在调度时刻t-1未在充电、在调度时刻t处在充电状态，
Figure BDA00026471393000000414
代表蓄电池在调度时刻t-1处在充电、在调度时刻t处未在充电状态；
Figure BDA00026471393000000415
为描述第iES台蓄电池在调度时刻t的放电转换状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000000416
代表蓄电池在调度时刻t-1未在放电、在调度时刻t处在放电状态，
Figure BDA00026471393000000417
代表蓄电池在调度时刻t-1处在放电、在调度时刻t未在放电状态；
Figure BDA00026471393000000418
为一个调度日中第i台蓄电池的最大充放电转换次数；
Figure BDA00026471393000000419
和
Figure BDA00026471393000000420
为第i台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量；上述所有参数均在对应设备的说明书或操作规程中得到；
Figure BDA00026471393000000421
为第i台蓄电池在该调度日开始时储存的能量，由蓄电池前一日的调度结果得到；
h、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：
Figure BDA00026471393000000422
Figure BDA00026471393000000423
Figure BDA00026471393000000424
其中，
Figure BDA00026471393000000425
为虚拟电厂在调度时刻t的电负荷有功功率，
Figure BDA00026471393000000426
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure BDA00026471393000000427
为虚拟电厂在调度时刻t的冷负荷功率，上述负荷功率均可根据历史负荷功率数据进行预测得到；
(1-3)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第一优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure BDA0002647139300000051
的最小值，将该联络线功率
Figure BDA0002647139300000052
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率下限P τ；
(1-4)建立日前第二优化模型，日前第二优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure BDA0002647139300000053
为最大，即：
Figure BDA0002647139300000054
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第二优化模型的约束条件与(1-2)中日前第一优化模型的约束条件完全相同；
(1-5)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第二优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure BDA0002647139300000055
的最大值，将该联络线功率
Figure BDA0002647139300000056
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率上限
Figure BDA0002647139300000057
(1-6)将循环变量τ与调度时刻的总数T进行比较，若τ<T，则令τ＝τ+1，转步骤(1-2)，若τ≥T，则结束循环，以P τ、
Figure BDA0002647139300000058
作为虚拟电厂日前等值模型；
(2)将步骤(1)中得到的日前等值模型上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日前等值模型可向虚拟电厂下发日前调度指令；
(3)在日内每个调度时刻t，根据设备当前的运行状态及分布式光伏发电装置的最新预测信息，建立并求解对多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型；该优化模型由两个优化问题组成：
(3)在日内每个调度时刻t，根据电力系统设备当前的有功功率量测值及分布光伏发电的有功功率预测值，建立并求解多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型，该滚动修正优化模型由以下日内第一优化模型和日内第二优化模型组成，其中：
(3-1)日内第一优化模型的目标函数及约束条件如下：
日内第一优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure BDA0002647139300000059
为最小：
Figure BDA00026471393000000510
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第一优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(2)的日前鲁棒聚合模型，得到多能虚拟电厂有功功率约束如下：
Figure BDA0002647139300000061
其中，P t+1为由日前鲁棒聚合模型得到的的调度时刻t+1的多能虚拟电厂有功功率下限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000062
其中，SG为多能虚拟电厂内所有发电机及分布式光伏发电装置和分布式风电机组构成的集合，
Figure BDA0002647139300000063
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t+1发出的有功功率，
Figure BDA0002647139300000064
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t发出的有功功率，
Figure BDA0002647139300000065
和
Figure BDA0002647139300000066
由当前有功功率量测值得到；
Figure BDA0002647139300000067
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机或分布式光伏发电装置的有功功率上限和有功功率下限，对于发电机，有功功率上限及下限由其说明书获取，对于分布式光伏发电装置，其有功功率下限为0，有功功率上限由分布光伏发电的有功功率预测值得到，
Figure BDA0002647139300000068
和
Figure BDA0002647139300000069
分别为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束如下：
Figure BDA00026471393000000610
其中，SCHP为多能虚拟电厂内所有热电联产机组构成的集合，
Figure BDA00026471393000000611
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的有功功率，
Figure BDA00026471393000000612
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA00026471393000000613
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t发出的有功功率，可由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000000614
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure BDA00026471393000000615
和
Figure BDA00026471393000000616
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000071
其中SGB为多能虚拟电厂内所有燃气锅炉构成的集合，
Figure BDA0002647139300000072
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA0002647139300000073
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure BDA0002647139300000074
和
Figure BDA0002647139300000075
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure BDA0002647139300000076
和
Figure BDA0002647139300000077
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000078
其中，SAC为多能虚拟电厂内所有吸收式制冷机构成的集合，
Figure BDA0002647139300000079
为第iAC台吸收式制冷机组在调度时刻t+1的供冷功率，
Figure BDA00026471393000000710
为第iAC台吸收式制冷机在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000000711
和
Figure BDA00026471393000000712
分别为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure BDA00026471393000000713
和
Figure BDA00026471393000000714
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA00026471393000000715
Figure BDA00026471393000000716
其中，SEB为多能虚拟电厂内所有电锅炉构成的集合，
Figure BDA00026471393000000717
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure BDA00026471393000000718
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA00026471393000000719
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000000720
和
Figure BDA00026471393000000721
分别为第iEB台电锅炉的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure BDA00026471393000000722
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure BDA00026471393000000723
和
Figure BDA00026471393000000724
为第iEB台电锅炉的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电锅炉说明书获得；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000081
Figure BDA0002647139300000082
其中，SEC为多能虚拟电厂中所有电制冷机构成的集合，
Figure BDA0002647139300000083
为第iEC台电制冷机在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure BDA0002647139300000084
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure BDA0002647139300000085
为第iEC台电制冷机在调度时刻t耗电功率，由当前量测值得到；
Figure BDA0002647139300000086
和
Figure BDA0002647139300000087
为第iEC台电制冷机的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure BDA0002647139300000088
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure BDA0002647139300000089
和
Figure BDA00026471393000000810
分别为第iEC台电制冷机的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电制冷机说明书获得；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束如下：
Figure BDA00026471393000000811
Figure BDA00026471393000000812
Figure BDA00026471393000000813
Figure BDA00026471393000000814
其中，SES为多能虚拟电厂中所有蓄电池构成的集合，
Figure BDA00026471393000000815
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在充电状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000000816
代表蓄电池在调度时刻t+1处在充电状态，
Figure BDA00026471393000000817
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在充电状态；
Figure BDA00026471393000000818
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在放电状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000000819
代表蓄电池在调度时刻t+1处在放电状态，
Figure BDA00026471393000000820
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在放电状态；
Figure BDA00026471393000000821
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的充电功率，
Figure BDA00026471393000000822
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的放电功率，
Figure BDA00026471393000000823
为第iES台蓄电池在该调度时刻t时储存的能量，由蓄电池的当前量测获得；
Figure BDA00026471393000000824
分别为第iES台蓄电池的充电功率的上限和下限，
Figure BDA00026471393000000825
和
Figure BDA00026471393000000826
分别为第iES台蓄电池的放电功率的上限和下限；
Figure BDA0002647139300000091
和
Figure BDA0002647139300000092
分别为第iES台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量，上述所有参数均在对应设备的说明书中得到；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束如下：
Figure BDA0002647139300000093
Figure BDA0002647139300000094
Figure BDA0002647139300000095
其中，
Figure BDA0002647139300000096
为多能虚拟电厂在调度时刻t+1的电负荷有功功率，
Figure BDA0002647139300000097
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure BDA0002647139300000098
为虚拟电厂在调度时刻t+1的冷负荷功率，上述负荷功率均在调度时刻t根据超短期负荷预测得到；
(3-2)采用分支定界算法，求解日内第一优化模型，求解得到的目标函数的最小值即为日内滚动修正后的多能虚拟电厂有功功率下限；
(3-3)建立日内第二优化模型的目标函数及约束条件：
日内第二优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure BDA0002647139300000099
为最大，即：
Figure BDA00026471393000000910
其中，x为日内第二优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第二优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(1)的日前鲁棒聚合模型得到虚拟电厂的有功功率约束如下：
Figure BDA00026471393000000911
其中，
Figure BDA00026471393000000912
为日前鲁棒聚合模型算得的调度时刻t+1的虚拟电厂有功功率上限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件b相同；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件c相同；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件d相同；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与(3-1)中约束条件e相同；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件f相同；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件g相同；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：与步骤(3-1)中的约束条件h相同；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：与步骤(3-1)中的约束条件i相同；
(3-4)采用分支定界算法，求解日内第二优化问题，目标函数的最大值即为日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率上限；
(3-5)将步骤(3-2)与步骤(3-4)中求解得到的日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限上报给电力系统，将日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限作为虚拟电厂日内调度时刻t+1等值模型的功率上限及功率下限，作为虚拟电厂日内等值模型，并上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日内等值模型可向虚拟电厂下发日内调度指令。
本发明方法提出的日前聚合与日内滚动修正衔接的多能虚拟电厂等值方法，其优点是：
本发明的日前聚合与日内滚动修正衔接的虚拟电厂等值方法，在日内基于日前得到的聚合模型及最新预测、设备状态等实时信息，修正虚拟电厂的等值模型，该等值模型包含日前等值模型及日内等值模型，其中日前等值模型基于鲁棒优化进行计算，而日内等值模型基于日前得到的聚合模型及最新预测、设备状态等实时信息，更新虚拟电厂的等值模型，因此减少了模型的保守性，适用于电力系统的日内滚动调度或实时调度。
附图说明
图1是电力系统与多能虚拟电厂的连接关系示意图。
图2是本发明方法的流程框图。
具体实施方式
本发明提出的日前聚合与日内滚动修正衔接的多能虚拟电厂等值方法，其流程框图如图2所示，包括以下步骤：
(1)在日前建立并求解多能虚拟电厂日前鲁棒聚合模型，具体步骤如下：
(1-1)令循环变量τ＝1；
(1-2)建立日前第一优化模型，日前第一优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure BDA0002647139300000111
为最小，即：
Figure BDA0002647139300000112
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第一优化问题的约束条件包括：
a、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000113
其中，
Figure BDA0002647139300000114
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机的有功功率上限和下限，
Figure BDA0002647139300000115
和
Figure BDA0002647139300000116
为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
b、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000117
其中，
Figure BDA0002647139300000118
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure BDA0002647139300000119
和
Figure BDA00026471393000001110
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
c、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：
Figure BDA00026471393000001111
其中
Figure BDA00026471393000001112
为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure BDA00026471393000001113
和
Figure BDA00026471393000001114
为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
d、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure BDA00026471393000001115
Figure BDA0002647139300000121
其中
Figure BDA0002647139300000122
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure BDA0002647139300000123
和
Figure BDA0002647139300000124
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
e、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：
Figure BDA0002647139300000125
Figure BDA0002647139300000126
其中
Figure BDA0002647139300000127
为第iEB台电锅炉的耗电功率上、下限，
Figure BDA0002647139300000128
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，
Figure BDA0002647139300000129
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的供热功率，
Figure BDA00026471393000001210
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure BDA00026471393000001211
和
Figure BDA00026471393000001212
为第iEB台电锅炉的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电锅炉说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure BDA00026471393000001213
Figure BDA00026471393000001214
其中
Figure BDA00026471393000001215
为第iEC台电制冷机的耗电功率上、耗电功率下限，
Figure BDA00026471393000001216
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的耗电功率，
Figure BDA00026471393000001217
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure BDA00026471393000001218
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure BDA00026471393000001219
和
Figure BDA00026471393000001220
为第iEC台电制冷机的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电制冷机说明书获得；
g、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：
Figure BDA00026471393000001221
Figure BDA00026471393000001222
Figure BDA00026471393000001223
Figure BDA0002647139300000131
Figure BDA0002647139300000132
Figure BDA0002647139300000133
Figure BDA0002647139300000134
Figure BDA0002647139300000135
其中，
Figure BDA0002647139300000136
代表蓄电池在调度时刻t处在充电状态，
Figure BDA0002647139300000137
代表蓄电池在调度时刻t未处在充电状态；
Figure BDA0002647139300000138
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电状态的0-1变量，即
Figure BDA0002647139300000139
代表蓄电池在调度时刻t处在放电状态，
Figure BDA00026471393000001310
代表蓄电池在调度时刻t未处在放电状态；
Figure BDA00026471393000001311
为第iES台蓄电池在调度时刻t的充电功率，
Figure BDA00026471393000001312
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电功率，
Figure BDA00026471393000001313
为第iES台蓄电池的充电功率上下限；
Figure BDA00026471393000001314
为第iES台蓄电池的放电功率上下限；
Figure BDA00026471393000001315
为第iES台蓄电池设备在调度时刻t的充电转换状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000001316
代表蓄电池在调度时刻t-1未在充电、在调度时刻t处在充电状态，
Figure BDA00026471393000001317
代表蓄电池在调度时刻t-1处在充电、在调度时刻t处未在充电状态；
Figure BDA00026471393000001318
为描述第iES台蓄电池在调度时刻t的放电转换状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000001319
代表蓄电池在调度时刻t-1未在放电、在调度时刻t处在放电状态，
Figure BDA00026471393000001320
代表蓄电池在调度时刻t-1处在放电、在调度时刻t未在放电状态；
Figure BDA00026471393000001321
为一个调度日中第i台蓄电池的最大充放电转换次数；
Figure BDA00026471393000001322
和
Figure BDA00026471393000001323
为第i台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量；上述所有参数均在对应设备的说明书或操作规程中得到；
Figure BDA00026471393000001324
为第i台蓄电池在该调度日开始时储存的能量，由蓄电池前一日的调度结果得到；
h、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：
Figure BDA00026471393000001325
Figure BDA00026471393000001326
Figure BDA0002647139300000141
其中，
Figure BDA0002647139300000142
为虚拟电厂在调度时刻t的电负荷有功功率，
Figure BDA0002647139300000143
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure BDA0002647139300000144
为虚拟电厂在调度时刻t的冷负荷功率，上述负荷功率均可根据历史负荷功率数据进行预测得到；
(1-3)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第一优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure BDA0002647139300000145
的最小值，将该联络线功率
Figure BDA0002647139300000146
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率下限P τ；
(1-4)建立日前第二优化模型，日前第二优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure BDA0002647139300000147
为最大，即：
Figure BDA0002647139300000148
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第二优化模型的约束条件与(1-2)中日前第一优化模型的约束条件完全相同；
(1-5)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第二优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure BDA0002647139300000149
的最大值，将该联络线功率
Figure BDA00026471393000001410
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率上限
Figure BDA00026471393000001411
(1-6)将循环变量τ与调度时刻的总数T进行比较，若τ<T，则令τ＝τ+1，转步骤(1-2)，若τ≥T，则结束循环，以P τ、
Figure BDA00026471393000001412
作为虚拟电厂日前等值模型；
(2)将步骤(1)中得到的日前等值模型上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日前等值模型可向虚拟电厂下发日前调度指令；
(3)在日内每个调度时刻t，根据设备当前的运行状态及分布式光伏发电装置的最新预测信息，建立并求解对多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型；该优化模型由两个优化问题组成：
(3)在日内每个调度时刻t，根据电力系统设备当前的有功功率量测值及分布光伏发电的有功功率预测值，建立并求解多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型，该滚动修正优化模型由以下日内第一优化模型和日内第二优化模型组成，其中：
(3-1)日内第一优化模型的目标函数及约束条件如下：
日内第一优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure BDA00026471393000001413
为最小：
Figure BDA0002647139300000151
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第一优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(2)的日前鲁棒聚合模型，得到多能虚拟电厂有功功率约束如下：
Figure BDA0002647139300000152
其中，P t+1为由日前鲁棒聚合模型得到的的调度时刻t+1的多能虚拟电厂有功功率下限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000153
其中，SG为多能虚拟电厂内所有发电机及分布式光伏发电装置和分布式风电机组构成的集合，
Figure BDA0002647139300000154
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t+1发出的有功功率，
Figure BDA0002647139300000155
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t发出的有功功率，
Figure BDA0002647139300000156
和
Figure BDA0002647139300000157
由当前有功功率量测值得到；
Figure BDA0002647139300000158
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机或分布式光伏发电装置的有功功率上限和有功功率下限，对于发电机，有功功率上限及下限由其说明书获取，对于分布式光伏发电装置，其有功功率下限为0，有功功率上限由分布光伏发电的有功功率预测值得到，
Figure BDA0002647139300000159
和
Figure BDA00026471393000001510
分别为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束如下：
Figure BDA00026471393000001511
其中，SCHP为多能虚拟电厂内所有热电联产机组构成的集合，
Figure BDA00026471393000001512
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的有功功率，
Figure BDA00026471393000001513
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA00026471393000001514
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t发出的有功功率，可由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000001515
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure BDA00026471393000001516
和
Figure BDA0002647139300000161
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000162
其中SGB为多能虚拟电厂内所有燃气锅炉构成的集合，
Figure BDA0002647139300000163
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA0002647139300000164
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure BDA0002647139300000165
和
Figure BDA0002647139300000166
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure BDA0002647139300000167
和
Figure BDA0002647139300000168
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000169
其中，SAC为多能虚拟电厂内所有吸收式制冷机构成的集合，
Figure BDA00026471393000001610
为第iAC台吸收式制冷机组在调度时刻t+1的供冷功率，
Figure BDA00026471393000001611
为第iAC台吸收式制冷机在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000001612
和
Figure BDA00026471393000001613
分别为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure BDA00026471393000001614
和
Figure BDA00026471393000001615
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA00026471393000001616
Figure BDA00026471393000001617
其中，SEB为多能虚拟电厂内所有电锅炉构成的集合，
Figure BDA00026471393000001618
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure BDA00026471393000001619
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure BDA00026471393000001620
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，由当前量测值得到；
Figure BDA0002647139300000171
和
Figure BDA0002647139300000172
分别为第iEB台电锅炉的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure BDA0002647139300000173
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure BDA0002647139300000174
和
Figure BDA0002647139300000175
为第iEB台电锅炉的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电锅炉说明书获得；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure BDA0002647139300000176
Figure BDA0002647139300000177
其中，SEC为多能虚拟电厂中所有电制冷机构成的集合，
Figure BDA0002647139300000178
为第iEC台电制冷机在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure BDA0002647139300000179
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure BDA00026471393000001710
为第iEC台电制冷机在调度时刻t耗电功率，由当前量测值得到；
Figure BDA00026471393000001711
和
Figure BDA00026471393000001712
为第iEC台电制冷机的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure BDA00026471393000001713
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure BDA00026471393000001714
和
Figure BDA00026471393000001715
分别为第iEC台电制冷机的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电制冷机说明书获得；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束如下：
Figure BDA00026471393000001716
Figure BDA00026471393000001717
Figure BDA00026471393000001718
Figure BDA00026471393000001719
其中，SES为多能虚拟电厂中所有蓄电池构成的集合，
Figure BDA00026471393000001720
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在充电状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000001721
代表蓄电池在调度时刻t+1处在充电状态，
Figure BDA00026471393000001722
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在充电状态；
Figure BDA00026471393000001723
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在放电状态的0-1变量，即
Figure BDA00026471393000001724
代表蓄电池在调度时刻t+1处在放电状态，
Figure BDA00026471393000001725
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在放电状态；
Figure BDA00026471393000001726
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的充电功率，
Figure BDA0002647139300000181
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的放电功率，
Figure BDA0002647139300000182
为第iES台蓄电池在该调度时刻t时储存的能量，由蓄电池的当前量测获得；
Figure BDA0002647139300000183
分别为第iES台蓄电池的充电功率的上限和下限，
Figure BDA0002647139300000184
和
Figure BDA0002647139300000185
分别为第iES台蓄电池的放电功率的上限和下限；
Figure BDA0002647139300000186
和
Figure BDA0002647139300000187
分别为第iES台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量，上述所有参数均在对应设备的说明书中得到；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束如下：
Figure BDA0002647139300000188
Figure BDA0002647139300000189
Figure BDA00026471393000001810
其中，
Figure BDA00026471393000001811
为多能虚拟电厂在调度时刻t+1的电负荷有功功率，
Figure BDA00026471393000001812
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure BDA00026471393000001813
为虚拟电厂在调度时刻t+1的冷负荷功率，上述负荷功率均在调度时刻t根据超短期负荷预测得到；
(3-2)采用分支定界算法，求解日内第一优化模型，求解得到的目标函数的最小值即为日内滚动修正后的多能虚拟电厂有功功率下限；
(3-3)建立日内第二优化模型的目标函数及约束条件：
日内第二优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure BDA00026471393000001814
为最大，即：
Figure BDA00026471393000001815
其中，x为日内第二优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第二优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(1)的日前鲁棒聚合模型得到虚拟电厂的有功功率约束如下：
Figure BDA00026471393000001816
其中，
Figure BDA00026471393000001817
为日前鲁棒聚合模型算得的调度时刻t+1的虚拟电厂有功功率上限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件b相同；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件c相同；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件d相同；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与(3-1)中约束条件e相同；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件f相同；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件g相同；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：与步骤(3-1)中的约束条件h相同；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：与步骤(3-1)中的约束条件i相同；
(3-4)采用分支定界算法，求解日内第二优化问题，目标函数的最大值即为日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率上限；
(3-5)将步骤(3-2)与步骤(3-4)中求解得到的日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限上报给电力系统，将日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限作为虚拟电厂日内调度时刻t+1等值模型的功率上限及功率下限，作为虚拟电厂日内等值模型，并上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日内等值模型可向虚拟电厂下发日内调度指令。

Claims (1)

1.一种日前聚合与日内滚动修正衔接的多能虚拟电厂等值方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)在日前建立并求解多能虚拟电厂日前鲁棒聚合模型，具体步骤如下：
(1-1)令循环变量τ＝1；
(1-2)建立日前第一优化模型，日前第一优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure FDA0002647139290000011
为最小，即：
Figure FDA0002647139290000012
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第一优化问题的约束条件包括：
a、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：
Figure FDA0002647139290000013
Figure FDA0002647139290000014
其中，
Figure FDA0002647139290000015
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机的有功功率上限和下限，
Figure FDA0002647139290000016
和
Figure FDA0002647139290000017
为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
b、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：
Figure FDA0002647139290000018
Figure FDA0002647139290000019
其中，
Figure FDA00026471392900000110
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure FDA00026471392900000111
和
Figure FDA00026471392900000112
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
c、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：
Figure FDA00026471392900000113
Figure FDA00026471392900000114
其中
Figure FDA0002647139290000021
为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure FDA0002647139290000022
和
Figure FDA0002647139290000023
为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
d、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure FDA0002647139290000024
Figure FDA0002647139290000025
其中
Figure FDA0002647139290000026
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure FDA0002647139290000027
和
Figure FDA0002647139290000028
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
e、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：
Figure FDA0002647139290000029
Figure FDA00026471392900000210
Figure FDA00026471392900000211
其中
Figure FDA00026471392900000212
为第iEB台电锅炉的耗电功率上、下限，
Figure FDA00026471392900000213
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，
Figure FDA00026471392900000214
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的供热功率，
Figure FDA00026471392900000215
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure FDA00026471392900000216
和
Figure FDA00026471392900000217
为第iEB台电锅炉的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电锅炉说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：
Figure FDA00026471392900000218
Figure FDA00026471392900000219
Figure FDA00026471392900000220
其中
Figure FDA00026471392900000221
为第iEC台电制冷机的耗电功率上、耗电功率下限，
Figure FDA00026471392900000222
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的耗电功率，
Figure FDA00026471392900000223
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure FDA00026471392900000224
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure FDA00026471392900000225
和
Figure FDA00026471392900000226
为第iEC台电制冷机的耗电功率向上、向下爬坡上限；上述参数均可由电制冷机说明书获得；
g、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：
Figure FDA0002647139290000031
Figure FDA0002647139290000032
Figure FDA0002647139290000033
Figure FDA0002647139290000034
Figure FDA0002647139290000035
Figure FDA0002647139290000036
Figure FDA0002647139290000037
Figure FDA0002647139290000038
其中，
Figure FDA0002647139290000039
代表蓄电池在调度时刻t处在充电状态，
Figure FDA00026471392900000310
代表蓄电池在调度时刻t未处在充电状态；
Figure FDA00026471392900000311
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电状态的0-1变量，即
Figure FDA00026471392900000312
代表蓄电池在调度时刻t处在放电状态，
Figure FDA00026471392900000313
代表蓄电池在调度时刻t未处在放电状态；
Figure FDA00026471392900000314
为第iES台蓄电池在调度时刻t的充电功率，
Figure FDA00026471392900000315
为第iES台蓄电池在调度时刻t的放电功率，
Figure FDA00026471392900000316
为第iES台蓄电池的充电功率上下限；
Figure FDA00026471392900000317
为第iES台蓄电池的放电功率上下限；
Figure FDA00026471392900000318
为第iES台蓄电池设备在调度时刻t的充电转换状态的0-1变量，即
Figure FDA00026471392900000319
代表蓄电池在调度时刻t-1未在充电、在调度时刻t处在充电状态，
Figure FDA00026471392900000320
代表蓄电池在调度时刻t-1处在充电、在调度时刻t处未在充电状态；
Figure FDA00026471392900000321
为描述第iES台蓄电池在调度时刻t的放电转换状态的0-1变量，即
Figure FDA00026471392900000322
代表蓄电池在调度时刻t-1未在放电、在调度时刻t处在放电状态，
Figure FDA00026471392900000323
代表蓄电池在调度时刻t-1处在放电、在调度时刻t未在放电状态；
Figure FDA00026471392900000324
为一个调度日中第i台蓄电池的最大充放电转换次数；
Figure FDA00026471392900000325
和
Figure FDA00026471392900000326
为第i台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量；上述所有参数均在对应设备的说明书或操作规程中得到；
Figure FDA0002647139290000041
为第i台蓄电池在该调度日开始时储存的能量，由蓄电池前一日的调度结果得到；
h、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：
Figure FDA0002647139290000042
Figure FDA0002647139290000043
Figure FDA0002647139290000044
其中，
Figure FDA0002647139290000045
为虚拟电厂在调度时刻t的电负荷有功功率，
Figure FDA0002647139290000046
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure FDA0002647139290000047
为虚拟电厂在调度时刻t的冷负荷功率，上述负荷功率均可根据历史负荷功率数据进行预测得到；
(1-3)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第一优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure FDA0002647139290000048
的最小值，将该联络线功率
Figure FDA0002647139290000049
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率下限P τ；
(1-4)建立日前第二优化模型，日前第二优化模型的目标函数为，使调度时刻t为τ时多能虚拟电厂与电力系统之间联络线有功功率
Figure FDA00026471392900000410
为最大，即：
Figure FDA00026471392900000411
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日前第二优化模型的约束条件与(1-2)中日前第一优化模型的约束条件完全相同；
(1-5)采用分支定界法，求解由上述目标函数和约束条件组成的日前第二优化模型，得到调度时刻t为τ时联络线功率
Figure FDA00026471392900000412
的最大值，将该联络线功率
Figure FDA00026471392900000413
作为调度时刻t为τ时多能虚拟电厂的初始有功功率上限
Figure FDA00026471392900000414
(1-6)将循环变量τ与调度时刻的总数T进行比较，若τ<T，则令τ＝τ+1，转步骤(1-2)，若τ≥T，则结束循环，以P τ、
Figure FDA00026471392900000415
作为虚拟电厂日前等值模型；
(2)将步骤(1)中得到的日前等值模型上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日前等值模型可向虚拟电厂下发日前调度指令；
(3)在日内每个调度时刻t，根据设备当前的运行状态及分布式光伏发电装置的最新预测信息，建立并求解对多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型；该优化模型由两个优化问题组成：
(3)在日内每个调度时刻t，根据电力系统设备当前的有功功率量测值及分布光伏发电的有功功率预测值，建立并求解多能虚拟电厂调度时刻t+1的滚动修正优化模型，该滚动修正优化模型由以下日内第一优化模型和日内第二优化模型组成，其中：
(3-1)日内第一优化模型的目标函数及约束条件如下：
日内第一优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure FDA0002647139290000051
为最小：
Figure FDA0002647139290000052
其中，x为该优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第一优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(2)的日前鲁棒聚合模型，得到多能虚拟电厂有功功率约束如下：
Figure FDA0002647139290000053
其中，P t+1为由日前鲁棒聚合模型得到的的调度时刻t+1的多能虚拟电厂有功功率下限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束如下：
Figure FDA0002647139290000054
Figure FDA0002647139290000055
其中，SG为多能虚拟电厂内所有发电机及分布式光伏发电装置和分布式风电机组构成的集合，
Figure FDA0002647139290000056
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t+1发出的有功功率，
Figure FDA0002647139290000057
为第iG台发电机或分布式光伏发电装置在调度时刻t发出的有功功率，
Figure FDA0002647139290000058
和
Figure FDA0002647139290000059
由当前有功功率量测值得到；
Figure FDA00026471392900000510
分别为多能虚拟电厂中第iG台发电机或分布式光伏发电装置的有功功率上限和有功功率下限，对于发电机，有功功率上限及下限由其说明书获取，对于分布式光伏发电装置，其有功功率下限为0，有功功率上限由分布光伏发电的有功功率预测值得到，
Figure FDA00026471392900000511
和
Figure FDA00026471392900000512
分别为第i台发电机有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束如下：
Figure FDA00026471392900000513
Figure FDA0002647139290000061
其中，SCHP为多能虚拟电厂内所有热电联产机组构成的集合，
Figure FDA0002647139290000062
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的有功功率，
Figure FDA0002647139290000063
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t+1的供热功率，
Figure FDA0002647139290000064
为第iCHP台热电联产机组在调度时刻t发出的有功功率，可由当前量测值得到；
Figure FDA0002647139290000065
为与第iCHP台热电联产机组的有功功率和供热功率相关的可行域，
Figure FDA0002647139290000066
和
Figure FDA0002647139290000067
为第iCHP台热电联产机组有功功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由热电联产机组说明书获得；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure FDA0002647139290000068
Figure FDA0002647139290000069
其中SGB为多能虚拟电厂内所有燃气锅炉构成的集合，
Figure FDA00026471392900000610
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure FDA00026471392900000611
为第iGB台燃气锅炉在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure FDA00026471392900000612
和
Figure FDA00026471392900000613
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率上限和供热功率下限，
Figure FDA00026471392900000614
和
Figure FDA00026471392900000615
分别为第iGB台燃气锅炉的供热功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由燃气锅炉说明书获得；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure FDA00026471392900000616
Figure FDA00026471392900000617
其中，SAC为多能虚拟电厂内所有吸收式制冷机构成的集合，
Figure FDA00026471392900000618
为第iAC台吸收式制冷机组在调度时刻t+1的供冷功率，
Figure FDA00026471392900000619
为第iAC台吸收式制冷机在调度时刻t发出的供热功率，由当前量测值得到；
Figure FDA00026471392900000620
和
Figure FDA00026471392900000621
分别为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率上限和供冷功率下限，
Figure FDA00026471392900000622
和
Figure FDA00026471392900000623
为第iAC台吸收式制冷机的供冷功率向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由吸收式制冷机说明书获得；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束如下：
Figure FDA0002647139290000071
Figure FDA0002647139290000072
Figure FDA0002647139290000073
其中，SEB为多能虚拟电厂内所有电锅炉构成的集合，
Figure FDA0002647139290000074
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure FDA0002647139290000075
为第iEB台电锅炉在调度时刻t+1的供热功率，
Figure FDA0002647139290000076
为第iEB台电锅炉在调度时刻t的耗电功率，由当前量测值得到；
Figure FDA0002647139290000077
和
Figure FDA0002647139290000078
分别为第iEB台电锅炉的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure FDA0002647139290000079
为第iEB台电锅炉的供热效率，
Figure FDA00026471392900000710
和
Figure FDA00026471392900000711
为第iEB台电锅炉的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电锅炉说明书获得；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束如下：
Figure FDA00026471392900000712
Figure FDA00026471392900000713
Figure FDA00026471392900000714
其中，SEC为多能虚拟电厂中所有电制冷机构成的集合，
Figure FDA00026471392900000715
为第iEC台电制冷机在调度时刻t+1的耗电功率，
Figure FDA00026471392900000716
为第iEC台电制冷机在调度时刻t的供冷功率，
Figure FDA00026471392900000717
为第iEC台电制冷机在调度时刻t耗电功率，由当前量测值得到；
Figure FDA00026471392900000718
和
Figure FDA00026471392900000719
为第iEC台电制冷机的耗电功率上限和耗电功率下限，
Figure FDA00026471392900000720
为第iEC台电制冷机的性能系数，
Figure FDA00026471392900000721
和
Figure FDA00026471392900000722
分别为第iEC台电制冷机的耗电功率的向上爬坡上限和向下爬坡上限，上述参数均由电制冷机说明书获得；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束如下：
Figure FDA00026471392900000723
Figure FDA00026471392900000724
Figure FDA00026471392900000725
Figure FDA00026471392900000726
其中，SES为多能虚拟电厂中所有蓄电池构成的集合，
Figure FDA0002647139290000081
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在充电状态的0-1变量，即
Figure FDA0002647139290000082
代表蓄电池在调度时刻t+1处在充电状态，
Figure FDA0002647139290000083
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在充电状态；
Figure FDA0002647139290000084
表示第iES台蓄电池在调度时刻t+1在放电状态的0-1变量，即
Figure FDA0002647139290000085
代表蓄电池在调度时刻t+1处在放电状态，
Figure FDA0002647139290000086
代表蓄电池在调度时刻t+1未处在放电状态；
Figure FDA0002647139290000087
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的充电功率，
Figure FDA0002647139290000088
为第iES台蓄电池在调度时刻t+1的放电功率，
Figure FDA0002647139290000089
为第iES台蓄电池在该调度时刻t时储存的能量，由蓄电池的当前量测获得；
Figure FDA00026471392900000810
分别为第iES台蓄电池的充电功率的上限和下限，
Figure FDA00026471392900000811
和
Figure FDA00026471392900000812
分别为第iES台蓄电池的放电功率的上限和下限；
Figure FDA00026471392900000813
和
Figure FDA00026471392900000814
分别为第iES台蓄电池中可储存的最大能量和最小能量，上述所有参数均在对应设备的说明书中得到；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束如下：
Figure FDA00026471392900000815
Figure FDA00026471392900000816
Figure FDA00026471392900000817
其中，
Figure FDA00026471392900000818
为多能虚拟电厂在调度时刻t+1的电负荷有功功率，
Figure FDA00026471392900000819
为虚拟电厂在调度时刻t的热负荷功率，
Figure FDA00026471392900000820
为虚拟电厂在调度时刻t+1的冷负荷功率，上述负荷功率均在调度时刻t根据超短期负荷预测得到；
(3-2)采用分支定界算法，求解日内第一优化模型，求解得到的目标函数的最小值即为日内滚动修正后的多能虚拟电厂有功功率下限；
(3-3)建立日内第二优化模型的目标函数及约束条件：
日内第二优化模型的目标函数为，使调度时刻为t+1时多能虚拟电厂与电力系统间联络线功率
Figure FDA00026471392900000821
为最大，即：
Figure FDA00026471392900000822
其中，x为日内第二优化模型中所有待求解变量构成的列向量；
日内第二优化模型的约束条件包括：
a、根据步骤(1)的日前鲁棒聚合模型得到虚拟电厂的有功功率约束如下：
Figure FDA0002647139290000091
其中，
Figure FDA0002647139290000092
为日前鲁棒聚合模型算得的调度时刻t+1的虚拟电厂有功功率上限；
b、多能虚拟电厂中发电机的有功功率范围和爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件b相同；
c、多能虚拟电厂中热电联产机组的有功功率和供热功率范围约束和热电联产机组的有功功率爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件c相同；
d、多能虚拟电厂中燃气锅炉供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件d相同；
e、多能虚拟电厂中吸收式制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与(3-1)中约束条件e相同；
f、多能虚拟电厂中电热锅炉的供热功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件f相同；
g、多能虚拟电厂中电制冷机的供冷功率范围及爬坡约束：与步骤(3-1)中的约束条件g相同；
h、多能虚拟电厂中蓄电池的运行约束：与步骤(3-1)中的约束条件h相同；
i、多能虚拟电厂中的电能、热能、冷能的能量守恒约束：与步骤(3-1)中的约束条件i相同；
(3-4)采用分支定界算法，求解日内第二优化问题，目标函数的最大值即为日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率上限；
(3-5)将步骤(3-2)与步骤(3-4)中求解得到的日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限上报给电力系统，将日内滚动修正后的虚拟电厂有功功率下限和有功功率上限作为虚拟电厂日内调度时刻t+1等值模型的功率上限及功率下限，作为虚拟电厂日内等值模型，并上报电力系统，电力系统根据虚拟电厂日内等值模型可向虚拟电厂下发日内调度指令。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113489008A (zh) * 2021-09-07 2021-10-08 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种基于实时动态修正的多类型供用能系统等值方法
CN116031886A (zh) * 2023-01-30 2023-04-28 天津大学 热泵虚拟电厂日前-日内两阶段灵活性爬坡能力控制方法

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