一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型与方法

技术特征：
1.一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述模型为多目标优化调度模型，多目标优化调度模型基于节点虚拟机组的构建，在配网目标函数的基础上调用台区虚拟电厂内节点虚拟机组；所述构建节点虚拟机组包括以下步骤：s1、采用一阶etp模型对建筑物热动态特性进行描述，计算得到其可调节潜力，并将其类比储能形成房屋空调储能模型；s2、对各节点具备的电储能进行模型构建；s3、对台区虚拟电厂内具备分布式光伏的节点进行模型构建，计算其有功和无功可调节潜力；s4、各节点对其所具备分布式资源的调节潜力进行加和，形成节点虚拟机组。2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述台区虚拟电厂的多目标补偿模型构建包括以下步骤：步骤1、基于综合能源服务公司等聚合商将台区虚拟电厂内各节点虚拟机组进行聚合构建虚拟电厂，并接收上级调度中心的调度指令对各节点虚拟机组进行出力安排；步骤2、选择依赖于节点总电力需求的线性市场价格模型来表示节点虚拟机组的售电电价。3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述目标函数包括最小化调用成本、最小化潮流不均衡度和最小化电压偏差。4.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述目标函数为最小化调用成本的计算如下，虚拟电厂由各节点虚拟机组组成，在调用虚拟电厂参与电力系统优化运行时，以调用虚拟电厂资源成本最小为目标函数：式中，下标k表示具有虚拟机组的节点编号，n
k
表示具有节点虚拟总数；c
re,k
(t)为调用节点虚拟机组无功单价。5.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述目标函数为最小化潮流不均衡度的计算如下，部分热点地区负荷密度高，使得配网潮流分布不均衡，当出现扰动时负载率较高的线路容易过载引发系统故障，可通过调用虚拟电厂资源来均衡配网区域的潮流，以潮流不均衡度最小为目标，即电厂资源来均衡配网区域的潮流，以潮流不均衡度最小为目标，即式中,b(t)为配网区域潮流不均衡度；h0(t)和h(t)分别为虚拟电厂参与调度运行前后配网区域的潮流熵；h
max
为潮流熵最大值。
6.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述目标函数为最小化电压偏差的计算如下，配网区域内部分节点对电压质量要求较高，通过调用虚拟电厂资源来改善配网的电压水平，以调度周期内部分节点电压偏差最小为优化目标式中，u
i
(t)为虚拟电厂进行电压调节后的节点i电压；u
ref
为配网网络参考电压。7.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型，其特征在于，所述配网负荷峰谷差过大，在负荷高峰时段可能会存在变电站重载，调用虚拟电厂来使配网区域负荷峰谷差率处于一定的水平,式中，r为配网分区的日负荷峰谷差率；r
max
为允许的最大峰谷差率；所述配网应满足如下潮流约束所述配网应满足如下潮流约束式中，p
ij
(t)和q
ij
(t)为节点i流向节点j的有功和无功功率；r
ij
和x
ij
分别为节点i和j之间线路的电阻和电抗；p
j
(t)和q
j
(t)分别为节点j流入的有功功率和无功功率；u(j)为功率流向节点j的节点集合；v(j)为节点j功率流向的节点的集合；所述配网中各节点电压应满足如下约束式中，u
i
(t)为节点i的电压；和分别为节点i电压幅值的下限和上限；线路传输功率应满足如下约束-p
lmax
≤p
l0
(t)≤p
lmax
式中，为线路l传输功率的最大值；配网虚拟电厂的出力应满足如下约束p
vpp,k
(t)＝p
vir,k
(t)-δp
ch/dis,k
(t) δp
pv,k
(t)式中，s
vpp
(t)为虚拟电厂视在功率；δp
ch/dis,k
(t)和δp
pv,k
(t)分别为节点虚拟机组内部储能和光伏出力功率上调整量；q
vpp,k
(t)为节点虚拟机组的无功出力；
配网的潮流熵如下式所示：式中，μ
l
(t)为线路l的负载率；为当前线路l的潮流值；l为线路总条数；给定一个常数列a＝{a1,a2,
…
,a
f
,
…
,a
z
}，l
f
表示负载率μ
l
∈(a
f
,a
f 1
]的输电线路条数，把各个负载区间内的线路条数比例化得：数比例化得：式中，c为常数，取为ln10，当系统中所有支路的负载率都在同一个区间时，h(t)为零，这时系统的潮流分布处于最均衡状态，即线路承载的潮流与其容量成正比；而当系统中所有线路的负载率都不在同一个区间时，h(t)便达到最大值：8.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型的方法，其特征在于，所述方法包括对节点虚拟机组内部资源可调度潜力分析、基于配网优化的多目标优化模型及基于augmecon2的多目标模型求解方法。9.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型额方法，其特征在于，所述求解方法包括以下步骤：a.二阶锥松弛由于支路潮流方程的非凸性导致该问题难以求解，本专利将支路潮流方程转化为二阶锥形式：锥形式：支路潮流方程通过上式进行等价变量替换转化为线性方程组的形式，对上述等式约束作如下松弛：已有文献推导且证明了当节点负荷无上界且目标函数为支路电流的严格增函数时，上述松弛是精确的，可作如下等价转化为标准的二阶锥形式：
b.多目标优化方法augmecon2本专利采用改进增广ε-约束法(augmecon2)来解决所提的多目标优化问题，augmecon2需要一个包含每个目标函数的最优值和最差值的支付矩阵，则矩阵中的最差值为本问最小化问题的上界，最差值和最优值的差值为取值范围；最优值可以简单取为每个目标函数独立求最优时候的最优值；最差值可以通过如下的字典式优化求得：
①
单独最优化目标函数c，并记录其最优值
②
在加入约束的情况下单独优化目标函数b，并记录其最优值即为支付矩阵中b的最差值；
③
在加入约束和的情况下单独优化目标函数δu，并记录其最优值即为支付矩阵中δu的最差值；基于本专利多目标优化模型的目标函数和约束如下式所示：min[c eps
×
(s
b
/r
b
0.1
×
s
δu
/r
δu
)]式中，eps为很小的常量(通常在10-6
～10-3
)；s
b
和s
δu
为附加变量；r
b
和r
δu
为各目标函数的范围；e
b
和e
δu
为启发式随机搜索方法中特定迭代的参数；ub
b
和ub
δu
分别为两个目标函数上界；g
b
和g
δu
分别为将目标函数范围r
b
和r
δu
分成的区间数；n
b
和n
δu
分别为两个目标函数的计数器。

技术总结
本发明公开一种虚拟电厂参与配电网多目标优化调度模型与方法，所述模型为多目标优化调度模型，多目标优化调度模型基于节点虚拟机组的构建，在配网目标函数的基础上调用台区虚拟电厂内节点虚拟机组，构建节点虚拟机组包括以下步骤，S1、采用一阶ETP模型对建筑物热动态特性进行描述，计算得到其可调节潜力，并将其类比储能形成房屋空调储能模型，S2、对各节点具备的电储能进行模型构建，S3、对台区虚拟电厂内具备分布式光伏的节点进行模型构建，计算其有功和无功可调节潜力，S4、各节点对其所具备分布式资源的调节潜力进行加和。本发明模型与方法，实现资源的充分利用，有助于提高设备的利用率，减少扩容改造投资，减少线路改造投资。资。资。


技术研发人员：丁建勇 高赐威 宋梦 严兴煜
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.04.26
技术公布日：2022/8/1