一種虛擬電廠儲能容量配置方法及裝置與流程

本發明涉及電廠配置，尤其涉及一種虛擬電廠儲能容量配置方法及裝置。

背景技術：

1、在電力市場不斷改革和發展的背景下，虛擬電廠作為一種新型的電力市場主體，需要通過提供優質、高效的電力服務來增強自身的市場競爭力。虛擬電廠涉及眾多分布式能源與儲能設備，需強大的能量管理系統協調。目前部分能量管理系統在數據采集、分析處理和控制決策等環節存在延遲或不準確問題。例如，不能及時根據分布式能源發電變化調整儲能充放電策略，造成電力浪費或供應不足，使得儲能容量配置不能發揮應有效能。

2、同時，虛擬電廠儲能容量配置若只考慮單一成本或收益因素，易導致資源錯配，準確預測分布式能源出力和負荷需求是合理配置儲能容量的關鍵，但受天氣、用戶用電習慣多變等因素影響，當前預測技術誤差較大，電力系統中負荷隨時波動，新能源發電受天氣等因素影響具有間歇性。傳統固定的約束條件無法適應這種變化，導致配置的儲能容量難以在不同時刻都發揮最佳作用，因此如何提升虛擬電廠儲能容量配置效率，成為亟待解決的問題。

技術實現思路

1、本發明提供一種虛擬電廠儲能容量配置方法及裝置，其主要目的在于解決虛擬電廠儲能容量配置時效率較低的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供的一種虛擬電廠儲能容量配置方法，包括：

3、構建儲能設備的初始目標函數；

4、基于預先獲取的性能指標對所述初始目標函數進行精細化處理，得到所述儲能設備的次級目標函數，其中，所述預先獲取的性能指標包括：所述儲能設備的可靠性指標和儲能場景應用指標；

5、基于所述性能指標的指標重要性，對所述次級目標函數進行加權處理，得到所述儲能設備的最終目標函數，其中，所述最終目標函數為：

6、；

7、其中，是所述儲能設備的總成本，是所述儲能設備的購置成本，是所述儲能設備的安裝成本，是所述儲能設備的維護成本，是所述儲能設備的運營成本，是由于所述儲能設備故障而產生的額外成本，是所述儲能設備的調頻服務收益，是所述儲能設備的削峰填谷收益，是所述儲能設備的備用電源服務收益，是所對應的權重，是所述調頻服務收益所對應的權重，是削峰填谷收益所對應的權重，是備用電源服務收益所對應的權重；

8、構建所述最終目標函數的初始約束條件，其中，所述初始約束條件包括：物理約束條件、技術約束條件和運營約束條件；

9、對所述運營約束條件中的功率平衡約束條件進行動態化處理，從而得到所述初始約束條件的最終約束條件；

10、基于所述最終目標函數和所述最終約束條件，利用線性規劃算法生成所述儲能設備的配置信息；

11、將所述配置信息集成至虛擬電廠的能量管理平臺中，所述能量管理平臺基于所述配置信息對所述儲能設備進行充放電控制。

12、可選地，所述初始目標函數為：

13、；

14、其中，是所述儲能設備的總成本，是所述儲能設備的購置成本，是所述儲能設備的安裝成本，是所述儲能設備的維護成本，是所述儲能設備的運營成本，是所述儲能設備的收益。

15、可選地，詳細地，所述儲能設備的運營成本為：

16、；

17、其中，是所述儲能設備的運營成本，是時間標識，是所述儲能設備的充放電效率，是時刻的充放電功率，是時刻的能量轉移量。

18、可選地，所述次級目標函數為：

19、；

20、其中，是所述儲能設備的總成本，是所述儲能設備的購置成本，是所述儲能設備的安裝成本，是所述儲能設備的維護成本，是所述儲能設備的運營成本，是由于所述儲能設備故障而產生的額外成本，是所述儲能設備的調頻服務收益，是所述儲能設備的削峰填谷收益，是所述儲能設備的備用電源服務收益。

21、可選地，所述物理約束條件為：

22、；

23、其中，是所述儲能設備的額定功率的最小值，是時刻所述儲能設備的充電功率，是時刻所述儲能設備的放電功率，是所述儲能設備的額定功率的最大值，是所述儲能設備的能量轉移量的最小值，是時刻所述儲能設備的能量轉移量，是所述儲能設備的能量轉移量的最大值，是時間標識。

24、可選地，所述技術約束條件為：

25、；

26、其中，是時刻所述儲能設備的能量轉移量，是時刻所述儲能設備的能量轉移量，是所述儲能設備的充電效率，是所述儲能設備的放電效率，是時間標識，是時刻所述儲能設備的充電功率，是時刻所述儲能設備的放電功率。

27、可選地，所述對所述運營約束條件中的功率平衡約束條件進行動態化處理，從而得到所述初始約束條件的最終約束條件，包括：

28、獲取所述儲能設備的實時電力市場價格和分布式能源供應量；

29、基于所述實時電力市場價格和所述分布式能源供應量，生成所述功率平衡約束條件的隨機變量；

30、根據所述隨機變量對所述功率平衡約束條件進行動態化處理，得到動態功率平衡約束，從而得到所述儲能設備的最終約束條件，其中，所述動態功率平衡約束為：

31、；

32、其中，是時刻電網交互功率，是時刻負荷功率，是時刻光伏發電功率，是時刻風力發電功率，是時刻所述儲能設備的充電功率，是時刻所述儲能設備的放電功率，是時間標識，是表示實時功率波動的隨機變量。

33、可選地，所述基于所述最終目標函數和所述最終約束條件，利用線性規劃算法生成所述儲能設備的配置信息，包括：

34、基于預先確定的線性規劃標準形式對所述最終目標函數進行形式轉化；

35、將所述最終約束條件轉化為等式形式的約束條件和不等式形式的約束條件；

36、基于形式轉化后的最終目標函數和轉化后的最終約束條件，利用預設的線性規劃求解器生成所述儲能設備的配置信息。

37、可選地，所述能量管理平臺基于所述配置信息對所述儲能設備進行充放電控制，包括：

38、所述能量管理平臺基于所述配置信息生成所述儲能設備的充放電控制策略；

39、采集所述儲能設備的實時監測數據，根據所述實時監測數據對所述儲能設備進行策略調整，得到所述儲能設備的調整策略；

40、根據所述調整策略對所述儲能設備進行充放電控制。

41、為了解決上述問題，本發明還提供一種虛擬電廠儲能容量配置裝置，所述裝置包括：

42、初始目標函數構建模塊，用于構建儲能設備的初始目標函數；

43、函數精細化處理模塊，用于基于預先獲取的性能指標對所述初始目標函數進行精細化處理，得到所述儲能設備的次級目標函數，其中，所述預先獲取的性能指標包括：所述儲能設備的可靠性指標和儲能場景應用指標；

44、性能指標加權模塊，用于基于所述性能指標的指標重要性，對所述次級目標函數進行加權處理，得到所述儲能設備的最終目標函數，其中，所述最終目標函數為：

45、；

46、其中，是所述儲能設備的總成本，是所述儲能設備的購置成本，是所述儲能設備的安裝成本，是所述儲能設備的維護成本，是所述儲能設備的運營成本，是由于所述儲能設備故障而產生的額外成本，是所述儲能設備的調頻服務收益，是所述儲能設備的削峰填谷收益，是所述儲能設備的備用電源服務收益，是所對應的權重，是所述調頻服務收益所對應的權重，是削峰填谷收益所對應的權重，是備用電源服務收益所對應的權重；

47、初始約束條件構建模塊，用于構建所述最終目標函數的初始約束條件，其中，所述初始約束條件包括：物理約束條件、技術約束條件和運營約束條件；

48、約束條件動態化處理模塊，用于對所述運營約束條件中的功率平衡約束條件進行動態化處理，從而得到所述初始約束條件的最終約束條件；

49、配置信息生成模塊，用于基于所述最終目標函數和所述最終約束條件，利用線性規劃算法生成所述儲能設備的配置信息；

50、設備充放電控制模塊，用于將所述配置信息集成至虛擬電廠的能量管理平臺中，所述能量管理平臺基于所述配置信息對所述儲能設備進行充放電控制。

51、本發明通過構建儲能設備的初始目標函數，并基于性能指標進行精細化處理，全面考慮了儲能設備的購置成本、安裝成本、維護成本、運營成本以及故障產生的額外成本，在最終目標函數中，對這些成本進行了統一量化和優化，有助于找到總成本最低的儲能容量配置方案，預先獲取的性能指標中包含儲能設備的可靠性指標，在對初始目標函數進行精細化處理時，充分考慮了這一指標，使得優化后的次級目標函數以及最終目標函數能夠更好地滿足儲能設備對可靠性的要求，通過在目標函數中體現可靠性因素，同時，通過在目標函數的優化過程中全面考慮這些儲能場景應用指標的要求，能夠使最終確定的儲能容量配置方案更加貼合不同儲能場景的實際需求，從而顯著提升儲能設備在各個應用場景下的性能表現，更好地發揮儲能設備在虛擬電廠中的作用，通過對功率平衡約束條件進行動態化處理，能夠使約束條件更加準確地反映電力系統在不同時刻的實際運行狀態和功率平衡需求，確保在任何時刻儲能設備的充放電功率都能夠與電力系統的其他部分實現合理的匹配和平衡，從而有效提升虛擬電廠對電力系統動態變化的適應能力和調節能力，將生成的配置信息集成至虛擬電廠的能量管理平臺中，能量管理平臺基于該配置信息對儲能設備進行充放電控制，實現了虛擬電廠儲能系統與能量管理平臺之間的緊密融合和高效協同運作，不僅充分發揮了儲能設備在虛擬電廠中的調節作用和價值，而且顯著提升了虛擬電廠整體的能量管理水平和運行效率，因此本發明提出虛擬電廠儲能容量配置方法及裝置，可以解決虛擬電廠儲能容量配置效率較低的問題。