CN115438521B - 虚拟电厂参与的电力市场出清方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力自动化技术领域，公开一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法、装置、设备及介质；所述方法包括：接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；本发明能够促进多种灵活性资源参与的虚拟电厂更好的进行资源优化配置提高新能源消纳水平。
Description
技术领域
本发明属于电力自动化技术领域，特别涉及一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法、装置、设备及介质。
背景技术
虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。
分布式能源单独并入电网的成本较高，且由于数量众多，电网难以对它们进行统一控制。虚拟电厂的提出有效解决了上述问题，虚拟电厂通过聚合不同类型的分布式电源与储能，能够作为一台发电机参与电力市场交易。即虚拟电厂具有不同缺点（如随机出力）和优点（如高能量短期储存）的发电和储能设备以互补的方式组合在一起。其优点在于虚拟电厂可以聚合分布式能源对主网稳定供电，降低了分布式电源独立参加市场的风险；同时虚拟电厂对分布式电源的协调优化可以有效减小分布式电源并网对主网的冲击，提高系统运行稳定性。
虚拟电厂是未来泛在电力物联网的具体形式和基本单元，随着虚拟电厂的发展，其对主网提供更多的服务，其作用和影响不可忽略。如何充分发挥虚拟电厂的作用，使虚拟电厂参与的电力市场更好的进行资源优化配置提高新能源消纳水平，是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法、装置、设备及介质，以使虚拟电厂参与的电力市场能够更好的进行资源优化配置提高新能源消纳水平。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法，包括：
接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
第二方面，本发明提供一种虚拟电厂参与的电力市场出清装置，包括：
接收模块，接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用求解模块，调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出模块，输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的虚拟电厂参与的电力市场出清方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的虚拟电厂参与的电力市场出清方法。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法、装置、设备及介质，接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；本发明通过对虚拟电厂的内部建模，形成虚拟电厂与主网电力市场的双层模型；引入对偶约束和耦合松弛互补约束，对虚拟电厂的下层模型与主网的上层模型联合求解，进而获得市场稳定后的交易状态，有利于考虑虚拟电厂参与的电力市场出清结果分析；本发明能够促进多种灵活性资源参与的虚拟电厂更好的进行资源优化配置提高新能源消纳水平。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法的流程示意图；
图2为本发明一种虚拟电厂参与的电力市场出清装置的结构示意图；
图3为本发明一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
实施例1
本发明提供一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法，包括：
S101、建立考虑虚拟电厂的电力市场出清的优化目标函数；
S102、建立考虑虚拟电厂的电力市场出清的上层约束条件；
S103、建立考虑虚拟电厂的电力市场出清的下层约束条件；
S104、建立考虑虚拟电厂的电力市场出清的双层耦合约束条件；
S105、通过商业求解器进行求解，获得虚拟电厂参与的电力市场出清结果。
在一具体实施方式中，优化目标函数如下式所示：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
在一具体实施方式中，上层约束条件包括：
（1）系统平衡约束
式中，p w,t 是时段t的新能源w的功率，p v,t 是时段t的虚拟电厂v的功率，p d,t 是时段t的负荷d的功率；N v 是虚拟电厂数目。
（2）火电机组运行约束
P i,max ≥P i,t ≥P i,min （3）
式中，p i,min为火电机组i出力下限，p i,max为火电机组i出力上限。
（3）机组爬坡约束
P i,t -P i,t-1 ≤P i,up
P i,t-1 -P i,t ≤P i,down （4）
p i,up 为火电机组i爬坡速率上限，p i,down 为火电机组i爬坡速率下限，p i,t-1 是火电机组i在时段t-1的出力。
（4）支路及断面限额约束
f mn,min ≤f m,n,t ≤f mn,max
S h,min ≤S h,t ≤S h,max （5）
式中，f m,n,t 表示节点m和节点n之间的支路在时段t的潮流值，f mn,max 表示节点m和节点n之间的支路潮流值上限，f mn,min 表示节点m和节点n之间的支路潮流值下限，S h,t 为断面h在时段t的潮流，S h,max 为断面h的潮流上限，S h,min 为断面h的潮流下限。
在一具体实施方式中，下层约束条件包括：
（1）虚拟电厂功率平衡约束
式中，p g,t 是时段t的燃气轮机g的功率，p e,t 是时段t的储能e的功率，p a,t 是时段t的光伏a的功率，p s,t 是时段t的柔性负荷s的功率。N g 是虚拟电厂中的燃气轮机总数，N e 是虚拟电厂中的储能总数，N a 是虚拟电厂中的光伏总数，N s 是虚拟电厂中的柔性负荷总数。
（2）燃气轮机运行约束
λ2t：P g,max ≥P g,t ≥0（7）
式中，p g,max为燃气轮机组g出力上限。
（3）储能约束
λ3t：P e,t =P edis,t - P echa,t
λ4t：P e,max ≥P echa,t ≥0
λ5t：P e,max ≥P edis,t ≥0
λ6t：Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t
λ7t：0≤Q e,t ≤Q e,max （8）
式中，p e,max为储能e的出力上限，p echa,t为时段t的储能e的充电功率，p edis,t为时段t的储能e的放电功率，Qe,t为时段t的储能e的电量，Qe,t+1为时段t+1的储能e的电量，ηe是储能e的充放电效率，Q e,max为储能e电量上限。
（4）柔性负荷约束
λ8t：P s,min ≤P s,t
λ9t：P s,t ≤P s,max
式中，p s,min 表示柔性负荷s的功率下限；p s,max 表示柔性负荷s的功率上限； Q s,min 为柔性负荷s的电量下限。
在一具体实施方式中，步骤S104根据KKT条件，建立对偶约束条件如下：
λ1t +λ2t≤C g
λ3t +λ4t-λ6t /ηe≤0
λ5t -λ3t+ηeλ6t≤0
λ6t-λ6t-1+λ7t≤0
λ8t+λ9t+λ10t≤C s （10）
式中，λ6t-1为表达式Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t 前一时刻的表达式的拉格朗日乘子；C g 为燃气轮机g的成本，C s 为柔性负荷s的成本。
建立互补松弛条件如下：
0≤λ2t ⊥P g,max -P g,t ≥0
0≤λ4t ⊥P e,max -P echa,t ≥0
0≤λ5t ⊥P e,max -P edis,t ≥0
0≤λ7t ⊥Q e,max-Q e,t≥0
0≥λ8t ⊥P s,t - P s,min ≥0
0≤λ9t ⊥P s,t - P s,max ≥0
注：对于以上形如0≤a⊥b≥0的运算，具体如下：
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）（12）
A为数值很大的常数，如10000；Z为二元变量，如可取0或1 。
在一具体实施方式中，采用的商业求解器为CPLEX求解器。
在一具体实施方式中，获得虚拟电厂参与的电力市场出清结果中，火电机组的出力最低，降低了环境污染；同时，充分的利用了虚拟电厂中的燃气轮机、储能、光伏和柔性负荷提高新能源消纳水平。
实施例2
请参阅图1所示，本发明提供虚拟电厂参与的电力市场出清方法，包括：
S1、接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
S2、调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
S3、输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
在一具体实施方式中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数的步骤中，所述约束条件包括：上层约束条件、下层约束条件和双层耦合约束条件。
在一具体实施方式中，所述上层约束条件包括：
系统平衡约束
式中，p w,t 是时段t的新能源w的功率，p v,t 是时段t的虚拟电厂v的功率，p d,t 是时段t的负荷d的功率；N v 是虚拟电厂数目；
火电机组运行约束
P i,max ≥P i,t ≥P i,min （3）
式中，p i,min为火电机组i出力下限，p i,max为火电机组i出力上限；
机组爬坡约束
P i,t -P i,t-1 ≤P i,up
P i,t-1 -P i,t ≤P i,down （4）
p i,up 为火电机组i爬坡速率上限，p i,down 为火电机组i爬坡速率下限，p i,t-1 是火电机组i在时段t-1的出力；
支路及断面限额约束
f mn,min ≤f m,n,t ≤f mn,max
S h,min ≤S h,t ≤S h,max （5）
式中，f m,n,t 表示节点m和节点n之间的支路在时段t的潮流值，f mn,max 表示节点m和节点n之间的支路潮流值上限，f mn,min 表示节点m和节点n之间的支路潮流值下限，S h,t 为断面h在时段t的潮流，S h,max 为断面h的潮流上限，S h,min 为断面h的潮流下限。
在一具体实施方式中，所述下层约束条件包括：
虚拟电厂功率平衡约束
式中，p g,t 是时段t的燃气轮机g的功率，p e,t 是时段t的储能e的功率，p a,t 是时段t的光伏a的功率，p s,t 是时段t的柔性负荷s的功率。N g 是虚拟电厂中的燃气轮机总数，N e 是虚拟电厂中的储能总数，N a 是虚拟电厂中的光伏总数，N s 是虚拟电厂中的柔性负荷总数；
燃气轮机运行约束
λ2t：P g,max ≥P g,t ≥0（7）
式中，p g,max为燃气轮机组g出力上限；
储能约束
λ3t：P e,t =P edis,t - P echa,t
λ4t：P e,max ≥P echa,t ≥0
λ5t：P e,max ≥P edis,t ≥0
λ6t：Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t
λ7t：0≤Q e,t ≤Q e,max （8）
式中，p e,max为储能e的出力上限，p echa,t为时段t的储能e的充电功率，p edis,t为时段t的储能e的放电功率，Qe,t为时段t的储能e的电量，Qe,t+1为时段t+1的储能e的电量，ηe是储能e的充放电效率，Q e,max为储能e电量上限；
柔性负荷约束
λ8t：P s,min ≤P s,t
λ9t：P s,t ≤P s,max
式中，p s,min 表示柔性负荷s的功率下限；p s,max 表示柔性负荷s的功率上限； Q s,min 为柔性负荷s的电量下限。
在一具体实施方式中，所述双层耦合约束条件包括对偶约束条件和互补松弛条件：
对偶约束条件如下：
λ1t +λ2t≤C g
λ3t +λ4t-λ6t /ηe≤0
λ5t -λ3t+ηeλ6t≤0
λ6t-λ6t-1+λ7t≤0
λ8t+λ9t+λ10t≤C s （10）
式中，λ6t-1为表达式Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t 前一时刻的表达式的拉格朗日乘子；C g 为燃气轮机g的成本，C s 为柔性负荷s的成本；
互补松弛条件如下：
0≤λ2t ⊥P g,max -P g,t ≥0
0≤λ4t ⊥P e,max -P echa,t ≥0
0≤λ5t ⊥P e,max -P edis,t ≥0
0≤λ7t ⊥Q e,max-Q e,t≥0
0≥λ8t ⊥P s,t - P s,min ≥0
0≤λ9t ⊥P s,t - P s,max ≥0
注：对于以上形如0≤a⊥b≥0的运算，具体如下：
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）（12）
A为数值很大的常数，如10000；Z为二元变量，如可取0或1 。
实施例3
请参阅图2所示，本发明提供虚拟电厂参与的电力市场出清装置，包括：
接收模块，接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用求解模块，调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出模块，输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
在一具体实施方式中，调用求解模块调用约束条件求解预先建立的优化目标函数时，所述约束条件包括：上层约束条件、下层约束条件和双层耦合约束条件。
在一具体实施方式中，所述上层约束条件包括：
系统平衡约束
式中，p w,t 是时段t的新能源w的功率，p v,t 是时段t的虚拟电厂v的功率，p d,t 是时段t的负荷d的功率；N v 是虚拟电厂数目；
火电机组运行约束
P i,max ≥P i,t ≥P i,min （3）
式中，p i,min为火电机组i出力下限，p i,max为火电机组i出力上限；
机组爬坡约束
P i,t -P i,t-1 ≤P i,up
P i,t-1 -P i,t ≤P i,down （4）
p i,up 为火电机组i爬坡速率上限，p i,down 为火电机组i爬坡速率下限，p i,t-1 是火电机组i在时段t-1的出力；
支路及断面限额约束
f mn,min ≤f m,n,t ≤f mn,max
S h,min ≤S h,t ≤S h,max （5）
式中，f m,n,t 表示节点m和节点n之间的支路在时段t的潮流值，f mn,max 表示节点m和节点n之间的支路潮流值上限，f mn,min 表示节点m和节点n之间的支路潮流值下限，S h,t 为断面h在时段t的潮流，S h,max 为断面h的潮流上限，S h,min 为断面h的潮流下限。
在一具体实施方式中，所述下层约束条件包括：
虚拟电厂功率平衡约束
式中，p g,t 是时段t的燃气轮机g的功率，p e,t 是时段t的储能e的功率，p a,t 是时段t的光伏a的功率，p s,t 是时段t的柔性负荷s的功率。N g 是虚拟电厂中的燃气轮机总数，N e 是虚拟电厂中的储能总数，N a 是虚拟电厂中的光伏总数，N s 是虚拟电厂中的柔性负荷总数；
燃气轮机运行约束
λ2t：P g,max ≥P g,t ≥0（7）
式中，p g,max为燃气轮机组g出力上限；
储能约束
λ3t：P e,t =P edis,t - P echa,t
λ4t：P e,max ≥P echa,t ≥0
λ5t：P e,max ≥P edis,t ≥0
λ6t：Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t
λ7t：0≤Q e,t ≤Q e,max （8）
式中，p e,max为储能e的出力上限，p echa,t为时段t的储能e的充电功率，p edis,t为时段t的储能e的放电功率，Qe,t为时段t的储能e的电量，Qe,t+1为时段t+1的储能e的电量，ηe是储能e的充放电效率，Q e,max为储能e电量上限；
柔性负荷约束
λ8t：P s,min ≤P s,t
λ9t：P s,t ≤P s,max
式中，p s,min 表示柔性负荷s的功率下限；p s,max 表示柔性负荷s的功率上限； Q s,min 为柔性负荷s的电量下限。
在一具体实施方式中，所述双层耦合约束条件包括对偶约束条件和互补松弛条件：
对偶约束条件如下：
λ1t +λ2t≤C g
λ3t +λ4t-λ6t /ηe≤0
λ5t -λ3t+ηeλ6t≤0
λ6t-λ6t-1+λ7t≤0
λ8t+λ9t+λ10t≤C s （10）
式中，λ6t-1为表达式Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t 前一时刻的表达式的拉格朗日乘子；C g 为燃气轮机g的成本，C s 为柔性负荷s的成本；
互补松弛条件如下：
0≤λ2t ⊥P g,max -P g,t ≥0
0≤λ4t ⊥P e,max -P echa,t ≥0
0≤λ5t ⊥P e,max -P edis,t ≥0
0≤λ7t ⊥Q e,max-Q e,t≥0
0≥λ8t ⊥P s,t - P s,min ≥0
0≤λ9t ⊥P s,t - P s,max ≥0
注：对于以上形如0≤a⊥b≥0的运算，具体如下：
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）（12）
A为数值很大的常数，如10000；Z为二元变量，如可取0或1 。
实施例4
请参阅图3所示，本发明还提供一种实现虚拟电厂参与的电力市场出清方法的电子设备100；所述电子设备100包括存储器101、至少一个处理器102、存储在所述存储器101中并可在所述至少一个处理器102上运行的计算机程序103及至少一条通讯总线104。
存储器101可用于存储所述计算机程序103，所述处理器102通过运行或执行存储在所述存储器101内的计算机程序，以及调用存储在存储器101内的数据，实现实施例1或2所述的虚拟电厂参与的电力市场出清方法的步骤。所述存储器101可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备100的使用所创建的数据(比如音频数据)等。此外，存储器101可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
所述至少一个处理器102可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器102可以是微处理器或者该处理器102也可以是任何常规的处理器等，所述处理器102是所述电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部分。
所述电子设备100中的所述存储器101存储多个指令以实现一种虚拟电厂参与的电力市场出清方法，所述处理器102可执行所述多个指令从而实现：
接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用。
实施例5
所述电子设备100集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器及只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.虚拟电厂参与的电力市场出清方法，其特征在于，包括：
接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用；
所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数的步骤中，所述约束条件包括：上层约束条件、下层约束条件和双层耦合约束条件；
所述上层约束条件包括：
系统平衡约束
式中，p w,t 是时段t的新能源w的功率，p v,t 是时段t的虚拟电厂v的功率，p d,t 是时段t的负荷d的功率；N v 是虚拟电厂数目；
火电机组运行约束
P i,max ≥P i,t ≥P i,min （3）
式中，p i,min为火电机组i出力下限，p i,max为火电机组i出力上限；
机组爬坡约束
P i,t -P i,t-1 ≤P i,up
P i,t-1 -P i,t ≤P i,down （4）
p i,up 为火电机组i爬坡速率上限，p i,down 为火电机组i爬坡速率下限；p i,t-1 是火电机组i在时段t-1的出力；
支路及断面限额约束
f mn,min ≤f m,n,t ≤f mn,max
S h,min ≤S h,t ≤S h,max （5）
式中，f m,n,t 表示节点m和节点n之间的支路在时段t的潮流值，f mn,max 表示节点m和节点n之间的支路潮流值上限，f mn,min 表示节点m和节点n之间的支路潮流值下限，S h,t 为断面h在时段t的潮流，S h,max 为断面h的潮流上限，S h,min 为断面h的潮流下限；
所述下层约束条件包括：
虚拟电厂功率平衡约束
式中，p g,t 是时段t的燃气轮机g的功率，p e,t 是时段t的储能e的功率，p a,t 是时段t的光伏a的功率，p s,t 是时段t的柔性负荷s的功率；N g 是虚拟电厂中的燃气轮机总数，N e 是虚拟电厂中的储能总数，N a 是虚拟电厂中的光伏总数，N s 是虚拟电厂中的柔性负荷总数；
燃气轮机运行约束
λ2t：P g,max ≥P g,t ≥0（7）
式中，p g,max为燃气轮机组g出力上限；
储能约束
λ3t：P e,t =P edis,t - P echa,t
λ4t：P e,max ≥P echa,t ≥0
λ5t：P e,max ≥P edis,t ≥0
λ6t：Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t
λ7t：0≤Q e,t ≤Q e,max （8）
式中，p e,max为储能e的出力上限，p echa,t为时段t的储能e的充电功率，p edis,t为时段t的储能e的放电功率，Qe,t为时段t的储能e的电量，Qe,t+1为时段t+1的储能e的电量，ηe是储能e的充放电效率，Q e,max为储能e电量上限；
柔性负荷约束
λ8t：P s,min ≤P s,t
λ9t：P s,t ≤P s,max
式中，p s,min 表示柔性负荷s的功率下限；p s,max 表示柔性负荷s的功率上限； Q s,min 为柔性负荷s的电量下限；
所述双层耦合约束条件包括对偶约束条件和互补松弛条件：
对偶约束条件如下：
λ1t +λ2t≤C g
λ3t +λ4t-λ6t /ηe≤0
λ5t -λ3t+ηeλ6t≤0
λ6t-λ6t-1+λ7t≤0
λ8t+λ9t+λ10t≤C s （10）
式中，λ6t-1为表达式Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t 前一时刻的表达式的拉格朗日乘子；C g 为燃气轮机g的成本，C s 为柔性负荷s的成本；
互补松弛条件如下：
0≤λ2t ⊥P g,max -P g,t ≥0
0≤λ4t ⊥P e,max -P echa,t ≥0
0≤λ5t ⊥P e,max -P edis,t ≥0
0≤λ7t ⊥Q e,max-Q e,t≥0
0≥λ8t ⊥P s,t - P s,min ≥0
0≤λ9t ⊥P s,t - P s,max ≥0
2.虚拟电厂参与的电力市场出清装置，其特征在于，包括：
接收模块，接收电力市场出清请求，请求进行电力市场出清；
调用求解模块，调用约束条件求解预先建立的优化目标函数，得出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
输出模块，输出虚拟电厂参与的电力市场出清结果；
其中，所述调用约束条件求解预先建立的优化目标函数中，所述优化目标函数为：
式中，t为时段编号，T为时段总数；N i 为电力市场中火电机组总数；p i,t 是火电机组i在时段t的出力，a i,t 为火电机组i在时段t的电能费用；
调用求解模块调用约束条件求解预先建立的优化目标函数时，所述约束条件包括：上层约束条件、下层约束条件和双层耦合约束条件；
所述上层约束条件包括：
系统平衡约束
式中，p w,t 是时段t的新能源w的功率，p v,t 是时段t的虚拟电厂v的功率，p d,t 是时段t的负荷d的功率；N v 是虚拟电厂数目；
火电机组运行约束
P i,max ≥P i,t ≥P i,min （3）
式中，p i,min为火电机组i出力下限，p i,max为火电机组i出力上限；
机组爬坡约束
P i,t -P i,t-1 ≤P i,up
P i,t-1 -P i,t ≤P i,down （4）
p i,up 为火电机组i爬坡速率上限，p i,down 为火电机组i爬坡速率下限，p i,t-1 是火电机组i在时段t-1的出力；
支路及断面限额约束
f mn,min ≤f m,n,t ≤f mn,max
S h,min ≤S h,t ≤S h,max （5）
式中，f m,n,t 表示节点m和节点n之间的支路在时段t的潮流值，f mn,max 表示节点m和节点n之间的支路潮流值上限，f mn,min 表示节点m和节点n之间的支路潮流值下限，S h,t 为断面h在时段t的潮流，S h,max 为断面h的潮流上限，S h,min 为断面h的潮流下限；
所述下层约束条件包括：
虚拟电厂功率平衡约束
式中，p g,t 是时段t的燃气轮机g的功率，p e,t 是时段t的储能e的功率，p a,t 是时段t的光伏a的功率，p s,t 是时段t的柔性负荷s的功率；N g 是虚拟电厂中的燃气轮机总数，N e 是虚拟电厂中的储能总数，N a 是虚拟电厂中的光伏总数，N s 是虚拟电厂中的柔性负荷总数；
燃气轮机运行约束
λ2t：P g,max ≥P g,t ≥0（7）
式中，p g,max为燃气轮机组g出力上限；
储能约束
λ3t：P e,t =P edis,t - P echa,t
λ4t：P e,max ≥P echa,t ≥0
λ5t：P e,max ≥P edis,t ≥0
λ6t：Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t
λ7t：0≤Q e,t ≤Q e,max （8）
式中，p e,max为储能e的出力上限，p echa,t为时段t的储能e的充电功率，p edis,t为时段t的储能e的放电功率，Qe,t为时段t的储能e的电量，Qe,t+1为时段t+1的储能e的电量，ηe是储能e的充放电效率，Q e,max为储能e电量上限；
柔性负荷约束
λ8t：P s,min ≤P s,t
λ9t：P s,t ≤P s,max
式中，p s,min 表示柔性负荷s的功率下限；p s,max 表示柔性负荷s的功率上限； Q s,min 为柔性负荷s的电量下限；
所述双层耦合约束条件包括对偶约束条件和互补松弛条件：
对偶约束条件如下：
λ1t +λ2t≤C g
λ3t +λ4t-λ6t /ηe≤0
λ5t -λ3t+ηeλ6t≤0
λ6t-λ6t-1+λ7t≤0
λ8t+λ9t+λ10t≤C s （10）
式中，λ6t-1为表达式Q e,t+1 = Q e,t - P edis,t /ηe+ηe P echa,t 前一时刻的表达式的拉格朗日乘子；C g 为燃气轮机g的成本，C s 为柔性负荷s的成本；
互补松弛条件如下：
0≤λ2t ⊥P g,max -P g,t ≥0
0≤λ4t ⊥P e,max -P echa,t ≥0
0≤λ5t ⊥P e,max -P edis,t ≥0
0≤λ7t ⊥Q e,max-Q e,t≥0
0≥λ8t ⊥P s,t - P s,min ≥0
0≤λ9t ⊥P s,t - P s,max ≥0
3.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1所述的虚拟电厂参与的电力市场出清方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1所述的虚拟电厂参与的电力市场出清方法。
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| CN112270072A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-26 | 北京清能互联科技有限公司 | 一种自备企业参与电力现货市场的方法 |
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