(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210919440.1 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 (72)发明人 张海波　陈会来　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 张文宝 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/10(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节 功率域聚合方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于成本效益分析的虚 拟电厂可调节功率域聚合方法， 构建计及风险备 用容量的异构分布式能源模型； 构建表征虚拟电 厂可调节功率域的虚拟发电机模 型， 并利用高维 凸多面体内部近似逼近 法对其参数求解； 考虑配 电网调度指令与分布式能源功率不确定性， 以综 合经济效益最大化为目标， 构建可调节功率域的 两阶段鲁棒优化聚合模型； 利用分段线性化、 强 对偶理论方法对该模型简化处理， 并使用CC&G算 法和Gurobi求解器对 其求解。 对比分析基于可靠 性的方法和本发明所提方法获得的虚拟电厂可 调节功率域在常规场景与极限场景下的综合经 济效益， 可以发现本发明所提方法可获得兼顾可 靠性与经济性的虚拟电厂可调节 功率域。 权利要求书2页 说明书13页 附图5页 CN 115221723 A 2022.10.21 CN 115221723 A 1.一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节 功率域聚合方法， 包括： 构建计及风险备用容 量的异构分布式能源 模型； 构建表征虚拟电厂可调节功率域的虚拟 发电机模型， 并利用高维凸多面体内部近似逼 近法对所述虚拟发电机模型的未知参数优化 求解； 考虑配电网调度指令与分布式能源功率不确定性， 以综合经济效益最大化为目标， 构 建可调节 功率域的两阶段鲁棒优化聚合模型； 利用分段线性化、 强对偶理论方法对两阶段鲁棒优化聚合模型简化处理， 并使用CC&G 算法和Gurobi 求解器对其 求解。 2.根据权利要求1所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于， 所述计及风险备用容量的异构分布式能源模型包括储能设备模型、 温控负荷 模型、 电动汽车模型、 柴油机组模型以及风电机组模型； 所述各模型的成本函数包括各模型 的可调度周期内的功率成本、 风险备用成本， 各模型 的成本函数 的约束包括功率约束和备 用约束。 3.根据权利要求2所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于， 储能设备模 型、 温控负荷 模型的功 率约束包括功 率上/下限约束、 向上/下爬坡 约束以及能量上/下限约束； 电动汽车的功率约束包括功率上/下限约束、 能量上/下限约 束； 柴油机组模 型的功率约束包括功 率上/下限约束、 向上/下爬坡约束； 风电机组模型的功 率约束包括功率上/下限约束； 所述备用约束包括上调备用约束和下调备用约束。 4.根据权利要求1所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于： 采用虚拟发电机模型近似表征虚拟电厂实际可调节功率域， 从几何空间角度 出发， 利用高维凸多面体内部近似逼近法对虚拟发电机模型 的未知参数优化求解， 所述虚 拟发电机模型的目标函数为： 约束条件为： 其中， 为虚拟发电机的待求功率下限； 为虚拟发电机的待求功率上限； 为虚拟发电机的待求向上爬坡上限； 为虚拟发电机的待求向下爬坡上限； 为虚拟电厂实际可调节功率域； 表示虚拟电场近似可调节功率域， 为仅含 有功率上/下限约束的虚拟电厂近似可调节功率域； 为仅含有向上/下爬坡约束的虚 拟电厂近似可调节功率域； 为仅含有分布式能源功率上/下限约束和分布式能源能量 上/下限约束的虚拟电厂实际可调节功率域； 为仅含有分布式能源向上/下爬坡约束 的虚拟电厂实际可调节 功率域。 5.根据权利要求4所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221723 A 2其特征在于： 从几何空间角度出发， 仅含有功 率上/下限约束的虚拟电厂近似可调节功 率域 等效为各面均为矩形的多面体， 将该多面体的 “左下”顶点和“右上”顶点均位于虚拟 电厂实际可调节 功率域 的等效多面体之内。 6.根据权利要求4所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于： 从几何空间角度出发， 仅含有向上/下爬坡约束的虚拟电厂近似可调节功 率域 等效为平行平面组的包围部分， 将该组平行平面的包围部分位于虚拟电厂实际可调 节功率域 的等效平行平面组的包围部分之内。 7.根据权利要求1所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于， 可调节功率域的两阶段鲁棒优化聚合模型包括主问题和子 问题； 所述主问题 综合考虑调峰容量效益、 风险备用成本、 风险惩罚成本， 对虚拟电厂内各分布式能源的调峰 容量与备用容量协调分配； 所述子问题以配电网的调峰指 令最劣场景下虚拟电厂 净发电效 益最优为目标安排虚拟电厂内各分布式能源的发电计划， 约束条件包括虚拟电厂与分布式 能源之间的功率平衡约束、 分布式能源各自的功率约束以及虚拟电厂整体的功率约束， 并 且将该结果反馈 至主问题以便对虚拟电厂可调节 功率域进行修 正。 8.根据权利要求7所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于， 利用分段线性化方法对子 问题中的温控负荷、 电动汽车以及柴油机组分布式 能源的功率成本函数， 主问题中的虚拟电厂功 率不足期望值函数和功率过剩期 望值函数求 解； 利用强对偶理论将子问题的双层 线性优化问题转换为单层线性优化问题求解； 利用CC& G算法和Gurobi 求解器对主子问题双 层迭代求 解。 9.根据权利要求8所述的一种基于成本效益分析的虚拟电厂可调节功率域聚合方法， 其特征在于， 利用CC&G算法和Gurobi求解器对主子问题双层迭代求解包括， 将主问题 中的 虚拟电厂可调节功率域、 风险备用容量决策变量的最优解传入子 问题， 用于子 问题寻找配 电网调度指令最劣场景； 利用子问题获得的配电网调度指 令最劣场景生成新的约束并加入 主问题， 更新主问题的最优解； 设置一定的收敛精度， 获取满足要求的结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221723 A 3