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专利号: 2019104639591
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于多代理技术的虚拟电厂供电侧和需求侧优化调度建模方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:建立采用多代理MAS控制方式的虚拟电厂优化调度模型:所述虚拟电厂优化调度模型包括供电侧Agent、需求侧Agent、电网Agent;

所述供电侧Agent包含风电、光伏、火电;供电侧Agent根据风速、光照强度及时长、检修、备用情况分别预测次日各电源的出力并进行调整;

所述需求侧Agent包含柔性负荷、可充放电电动汽车;

步骤2:建立虚拟电厂的目标函数:

以虚拟电厂总发电成本和基于激励的需求响应成本最小、虚拟电厂售电收益和环境收益最大为目标,建立如下多目标优化函数:式中,F为虚拟电厂运行净利润,F1为虚拟电厂售电收益,F2为虚拟电厂环境收益,F3为发电成本,F4为基于激励的需求响应成本,T为一个调度周期时段数;

虚拟电厂售电收益包括:

用户缴费产生的收益和虚拟电厂与大电网发生交易所产生的收益:F1(t)=cgrid(t)·Pgrid(t)+csell(t)·[Pload(t)-PL(t)+PI(t)-Pcar(t)]        (2)式中,Pgrid(t)表示虚拟电厂与电网的交互功率;cgrid(t)表示t时段虚拟电厂与电网电能交易价格;csell(t)为虚拟电厂向电网及用户的售电价格;cbuy(t)为虚拟电厂向电网购电价格;当Pgrid(t)≥0时,取分时购电价格,当Pgrid(t)<0,取分时售电价格;Pload(t)为虚拟电厂在t时段的原负荷;PL(t)、PI(t)分别为应用需求响应方法后削减的负荷和转移的负荷;

Pcar(t)为电动汽车充放电总功率;

虚拟电厂环境收益:

F2(t)=CWTPWT(t)+CPVPPV(t)+Cpeak(PI(t)+PL(t)+|Pcar(t)|)                 (4)式中,cWT、cPV、cpeak分别为风电、光伏、柔性负荷与电动汽车调峰功率的单位价格:元/kWh;PWT(t)、PPV(t)和分别表示风电、光伏的发电功率;

虚拟电厂发电成本:

虚拟电厂发电成本包括各电源的燃料费用和运行维护费用,如下所示:式中,Cr,i、Cm,i分别表示电源i单位燃料成本和单位运维成本;Cr,iPi(t)为电源i的燃料成本,Cm,iPi(t)为电源i的运行维护费用,n为电源种类数;

需求响应成本:

为鼓励用户在峰时段减少部分柔性负荷用电,对于响应削减负荷的用户给予补贴,该部分成本仅考虑减少柔性负荷的部分PL(t),补贴费用为: k1和k2分别为补偿金额系数,k3为电动汽车参与调度的补偿金额系数;

步骤3:建立虚拟电厂运行的约束条件:

虚拟电厂运行的约束条件包括系统功率平衡、各电源输出功率限制、虚拟电厂与主网之间交互功率限制约束条件:(1)、系统功率平衡约束:

Pload(t)=PWT(t)+PPV(t)+PMT(t)+PHD(t)+PBA(t)+Pgrid(t)+PL(t)-PI(t)+Pcar(t)    (7)式中,PMT(t)、PHD(t)分别为燃气轮机、火力发电机的发电功率;PBA(t)表示蓄电池的充放电总功率;Pcar(t)表示电动汽车的充放电功率;

(2)、与主网交互的联络线约束:

由于虚拟电厂与主网之间联络线的容量限制,因此虚拟电厂与主网的交互功率应满足如下约束:式中, 分别为虚拟电厂与主网功率交互的上下限;

(3)、燃气轮机、火电机组约束:

Pimin≤Pi(t)≤Pimax                  (9)|Pi(t-1)-Pi(t)|≤△i                            (10)式中,Pi(t)为电源i的输出功率;Pimax、Pimin分别为电源i输出功率的上、下限;△i为机组爬升速率;

(4)、柔性负荷:

柔性负荷通过需求响应控制,当虚拟电厂控制中心发布削减负荷指令后,柔性负荷执行响应;其响应约束为:PLmin≤PL(t)≤PLmax                          (11)Tmin≤TL≤Tmax                             (12)式中,PL(t)为响应需求响应指令的中断负荷,PLmin、PLmax分别为可中断负荷上下限,Tmin,Tmax分别为负荷响应削减的最小,最大响应时间,TL为响应时长;

步骤3:建立数学模型:

所述数学模型包括蓄电池模型:

为了维持电池的寿命,需要对电池充放电功率加以限制,电池储能单元在第t优化时段的放电功率Pdc(t)以及电池储能单元在第t优化时段的充电功率Pc(t)表示为:PBA(t)=Pdc(t)-Pc(t)                 (14)式中, 和 分别为电池储能单元允许的最大充电和放电功率; 和 分别为第k个电池在第t时段内的充电状态变量和放电状态变量,n为电池数量;PBA(t)为蓄电池在t时的充放电总功率;

所述数学模型包括可充放电电动汽车模型:

将可充放电电动汽车作为虚拟电厂需求侧的储能单元,参与削峰填谷;

其中, 分别为放电、充电的电动汽车数量, 分别电动汽车放电、充电功率, 分别为电动汽车放电功率上下限, 分别为电动汽车充电功率上下限。

2.根据权利要求1所述基于多代理技术的虚拟电厂供电侧和需求侧优化调度建模方法,其特征在于:所述步骤1中,针对用户参与的多样性,做出如下分类:可充放电电动汽车用户包含两种参与调度方式:①客户当日申报次日可充放电时段;

②未申报但是已同意参与电网调度的用户,按照常规充放电方式参与电网调度,即当电网发出需求响应时,按照要求响应充放电时段;

柔性负荷包括两种参与调度方式:①用户申报次日可中断负荷功率及时段;②未申报但是已同意参与电网调度的用户,可执行常规中断负荷方式参与电网调度,即当电网发出需求响应时,按照要求削减负荷;

执行方式及模型具体内容如下:

①、用户的柔性负荷参与电网调度,执行需求响应,按照要求中断部分柔性负荷;其可中断功率PL及时段的方式分为两种:其一是当日申报次日可中断负荷PL1及时段的方式,其二是常规中断方式,每日固定中断负荷PL2及时段;两种方式的可中断负荷的总和就是可中断功率,即PL=PL1+PL2;

②、用户的电动汽车参与电网调度,执行需求响应,需按照要求充放电;其执行方式分为两种:其一是当日申报次日可参与电网调度的时段,该方式下电网汇总电动汽车数量Nchr1和Ndis1及时段,其二是常规充放电控制方式,每日固定充放电的时段,该方式下电网汇总电动汽车数量Nchr2和Ndis2及时段;不同时段下两种方式的充电电动汽车数量为放电电动汽车数量为③、针对上述执行需求响应的用户,供电公司需给予用户一定经济补贴,补贴措施依据上述公式(6)所示。