CN115018554B 一种计及综合能源资源的虚拟电厂二次调频方法 （天津大学）

一种计及综合能源资源的虚拟电厂二次调本发明公开了一种计及综合能源资源的虚建日内市场机制下综合能源虚拟电厂参与二次得到综合能源虚拟电厂各聚合主体的调频里程参与二次调频日前-日内两阶段滚动竞价决策，进而，可以进行综合能源资源相互替代能力评22)构建日前市场机制下综合能源虚拟电厂参3)构建日内市场机制下综合能源虚拟电厂参主体和聚合可替代负荷主体的调频里程及综合能源虚拟电厂最终获得的调频收益；同时，综合能源虚拟电厂考虑聚合资源的时滞特性进行实时仿真评4)以步骤3)得到的综合能源虚拟电厂聚合电池储能主体、性负荷主体和聚合可替代负荷主体的调频里程作为虚拟电厂参与二次调频市场的实际出2-2)在二次调频市场机制下构建基于综合能源系统的满足二次调频市场需求的虚拟可替代负荷、储热设备的单位竞标调频里程成本；分别为电池储3其中：分别为综合能源虚拟电厂响应快速调频信号和传统调频信号的调频里程，分别为响应快速调频信号和传统调频信号的综合能源虚拟电2-5)求解上述目标函数，得到综合能源虚拟电厂的竞标调频容量竞标调频容量标调频容量价格与竞标调频里程价格；为虚拟电厂所处位置的节点边际电价；调频信号调整后的用于计算的中标容量、根据快速调频信号调整后的用于计算的中标容4分别为综合能源虚拟电厂聚合电池储能、柔性负荷、可替代负c:,",cy",:"分别为综合能源虚拟电厂的竞标调频容量与竞标调频里程；分别3-3)综合能源虚拟电厂参与二次调频日3-4)求解上述优化模型的目标函数，得到及综合能源虚拟电厂最终获得的调频收益f4。照满足运行日实时调频成本最低为目标进行优化出清，各中标主体根据出清结果进行出3.根据权利要求1所述的虚拟电厂二次调频方法，其特征在于，步骤2)和3)中，利用5调频方式不能在大范围内快速响应。综合能源系统可以实现多能协调增加系统调频灵活统频率问题。近年来，美国、欧洲等辅助服务市场已经向第三方参与者和非传统能源开可以通过利用不同资源间的互补特性降低需求侧响应和可再生能源等资源的不确定性带withElectricalandThermalStorage:AStochastic,RobustApproachforMulti-513,Jan,2019.和互动机制研究综述[J].电网技术,2020,44(06):2BatteryDegradationCost,”IETGenerationTransmission&Distribution,vol.10,no.3,Apr,2016.[0008][4]A.Wss,B.Eg,A.Es,“Techno-EconomicAssessmentofConsumers'ParticipationintheDemandResponseProgramforOptimalDay-AheadScheduling6ofVirtualPowerPlants-ScienceDirect,”AlexandriaEngineeringJournal,vol.59,no.1,pp.399-415,Apr,2020.inUnbalancedDistributionNetworksUsingVirtualPowerPlantConcept,”ElectricPowerSystemsResearch,vol.145,pp.157-165,Apr,2017.[0010][6]N.Pourghaderi,M.Fotuhi-Firuzabad,M.Moeini-Aghtaie,“CommercialDemandResponseProgramsinBiddingoTransactionsonIndustrialInformatics,vol.14,no.11,pp.5100-5111,Oct,2018.时综合能源虚拟电厂考虑聚合资源的时滞特性进行实时仿真评估调合柔性负荷主体和聚合可替代负荷主体的调频里程作为虚拟电厂参与二次调频市场的实7[0023]2-2)在二次调频市场机制下构建基于综合能源系统的满足二次调频市场需求的设备的单位调频容量成本；分别为综合能源虚拟电厂聚合电池[0028]其中：分别为综合能源虚拟电厂响应快速调频信号和传统调频信号的调频里程，分别为响应快速调频信号和传统调频信号的综合能源虚[0032]2-5)求解上述目标函数，得到综合能源虚拟电厂的竞标调频容量竞标调频8容量价格C,、竞标调频里程价格以及综合能源虚拟电厂的竞标容量价格与里程价格；为虚拟电厂所处位置的节点边的用于计算的中标容量、根据快速调频信号调整后的用于计算的中标容量；9[0043]3-4)求解上述优化模型的目标函数，得到综合能源虚拟电厂聚合电池储能主体、聚合储热设备主体、聚合柔性负荷主体和聚合可替代负荷主体的调频里程及综合能源虚拟电厂最终获得的调频收益f4。电厂聚合综合能源系统多种资源参与二次调频提供了一种有效方案，并通过对改进的IEEE33节点配电和45节点热网耦合系统算例的基础上进行仿真计算，获得综合能源虚拟[0058]1)构建虚拟电厂参与二次调频的市场机制，主要包括日[0059]2)构建日前市场机制下综合能源虚拟电厂参与二次调频的优化竞标模型，首先，聚合可替代负荷主体的调频里程及综合能源虚拟电厂最终合柔性负荷主体和聚合可替代负荷主体的调频里程作为虚拟电厂参与二次调频市场的实[0063]二次调频市场运营中心在运行前一天(日前)10:00公布系统需要在调频市场购买[0064]二次调频市场运营中心将调频资源按照调频性能分为传统调频资源和快速响应调频资源：传统调频资源受爬坡速率约束较大，主要用于响应传统调频信号,包括燃C;:'=A,C:,(1-2)[0072]式中为出清排序价格，为调整后的容量报价，c:为调整ci,为由于竞标主体因参与调频市场而不能参与能量市场而产生的机会成本。T为调度时刻总数；t为调频时刻，其值在1-NT之间；Nl为竞标主体l总数，为购买所需调频产品的成本c:和c:分别为竞标主体l调频的容量价格和里程点边际价格的平均值；分别为综合能源虚拟电厂的参与调频市场的出清容量能源虚拟电厂的实时调频里程；分别为综合能源虚拟电厂响应快速调频信号和传统调频信号的实时调频里程；分别为虚拟电厂l为竞标主体l总数，分别为竞标主体l的出清容量和出清里程，[0083]步骤2)所述的构建日前市场机制下综合能源虚拟电厂参与二次调频的优化竞标n,t为柔性负荷主体补偿金额系数，与该时段分时电价和需求响应的次数与时间有P"=(1-u,7,)⃞(2-2)n为负荷削减的0-1状态变量，为1时表示削减。γn为柔性负荷削减系数。μtt-1分别为t和t-1时刻的的电(热)负荷，A"为实际参与响应的电(热)负荷。[0118]电池储能的循环寿命成本取决于充放电循环行为，频繁的充放电会缩短电池寿eq为换算系数。度，DOD,end为储能设备结束放电时的eq为换算系数。[0139]2-1-5)储热设备模型的结构如图3所示，本发明中的储热设备包括常压热水箱和Δt为储热设备充放热时间。[0150]式中，为储热设备计及全寿命周期的成本，为储热设备运行成本，运维成本。为储热设备单位建设成本，为储[0155]在二次调频市场机制下构建基于综合能源系统的满足二次调频市场需求的虚拟A合能源虚拟电厂聚合电池储能、柔性负荷、可替代负荷、储热设备的单位调频里程成本；能源虚拟电厂的竞标容量价格与里程价格；分别为综合能源虚拟电厂的调频传统调频信号的调频里程，分别为响应快速调频信号和传统调频信号[0169]该模型除满足综合能源虚拟电厂各聚合主体自身约束外，所需满足其他约束如号。为综合能源虚拟电厂容量聚合激励系数。为综合能源虚拟电厂的容量价格。C⃞f,C",C?",C"分别为综合能源虚拟电厂聚合电池储能、柔性负荷、可替代负A为调度周期内传统调频信号总数A为传统调频信号在调度周期内传统调频信号总数A为传统调频信号在调度周期内的信号个数，其值在1-NA之间；k为第t调频信号的电池储能和柔性负荷的调频里程。分别为响应传统调频信号的可[0181]步骤3)所述的构建日内市场机制下综合能源虚拟电厂参与二次调频的优化模型分别为日内市场快速调频信号和传统调频信号系数；分别为综合能源虚拟电为储热设备的总数，为储热设备序号；ctf,c",及综合能源虚拟电厂最终获得的调频收益f4。源虚拟电厂考虑聚合资源的时滞特性进行实时仿真进行调频效果评估的模型如式(3-4)所tfle,R柔性负荷主体和聚合可替代负荷主体的调频里程作为虚拟电厂参与二次调频市场的实际[0201]本文对141节点的配电网系统和33节点的热网进行改进，形成综合能源系统作为到综合能源虚拟电厂各聚合主体参与二次调频容量情况情况计算虚拟电厂的实际收益如表1所示，并计算虚拟电厂各聚合主体参与调频的成本与装置对综合能源虚拟电厂经济性以及对储电设备图9(a)和图9(b)分别表示原始场景中电池储能和储热设备参资源