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摘要:本发明公开了一种虚拟电厂能源优化调度方法及调度系统,涉及虚拟电厂技术领域;本发明的虚拟电厂能源优化调度系统包括运营商子系统、调度子系统、用户子系统和多虚拟电厂联合模块,其中运营商子系统包括化石能源模块和可再生能源模块,调度子系统包括预测模块、调度模拟模块和虚拟电厂调度中心,用户子系统包括负荷监控模块和需求响应负荷模块;本发明通过化石能源模块调度模型、单个风机发电模型、单个太阳能电池板发电模型和需求响应模型的建立模拟虚拟电厂的运营模式,综合考虑模型和实际数据求解最佳调度方案;本发明基于数学算法和数据监控对虚拟电厂的运营模式进行了模拟分析,为虚拟电厂运营提供了一种算法指导方案。
主权项:1.一种虚拟电厂能源优化调度系统,包括化石能源模块、可再生能源模块、需求响应负荷模块、预测模块和调度模拟模块,其特征在于:化石能源模块采用热电联产的能源生产方法,在热电联产的能源生产方法中获取发电轮机将天然气转化为电能的发电效率、发电轮机将天然气转化为热能的产热效率、热力锅炉将煤转化为热能的产热效率、低温余热发电装置将热能转化为电能的效率、余热锅炉热能回收的效率、每单位体积天然气发电量标准热值、每单位质量煤产热标准值,综合考虑所有数据建立化石能源模块的调度模型:可再生能源模块包括风力发电和光伏发电的能源生产方法,建立风速的韦尔布概率分布模型、单个风机的发电模型、光照强度的贝塔概率模型和单个太阳能电池板的发电模型;所述的风速的韦尔布概率分布模型和单个风机的发电模型建立过程具体为:预设初始尺度参数c和形状参数k,建立风速的韦尔布概率分布模型每隔预设时间通过布置在各个风机上的风速传感器获取风速数据,记录所有风速数据并与韦尔布概率分布模型进行拟合,通过极大似然估计法确定尺度参数c和形状参数k;综合考虑风机编号、风速、最低设计风速、最高设计风速、风机的额定发电功率和风机的实际发电功率建立单个风机的发电模型;所述的光照强度的贝塔概率模型和单个太阳能电池板的发电模型建立过程具体为:预设初始形状参数一α和形状参数二β,建立光照强度的贝塔概率模型:获取太阳能电池板所在区域的一年中的最大历史光照强度rmax,每隔预设时间通过光传感器获取光照强度r,记录所有的光照强度数据并与光照强度的贝塔概率模型进行拟合,通过最大似然估计法确定形状参数一和形状参数二的值;综合考虑太阳能电池板能量转化效率、太阳能电池板面积和光照强度、建立单个太阳能电池板的发电模型;需求响应负荷模块通过运算得到高峰电量、平原电量、低谷电量、高峰电价调整量、平原电价调整量、低谷电价调整量、高峰电量变化值、平原电量变化值和低谷电量变化值,建立价格型需求响应模型并求解响应服从矩阵;再查询电的单位能源标准热值、蒸汽的单位能源标准热值和天然气的单位能源标准热值,建立替代性需求响应模型;建立价格型需求响应模型并求解响应服从矩阵的过程具体为:预设响应服从矩阵综合考虑高峰电价、平原电价、低谷电价、高峰电量、平原电量、低谷电量、高峰电价调整量、平原电价调整量、低谷电价调整量、高峰电量变化值、平原电量变化值和低谷电量变化值建立价格型需求响应模型,基于向量自回归模型求响应服从矩阵E的近似解;建立替代性需求响应模型的过程具体为:预设被替代能源、替代能源、被替代能源A的负荷变化量和替代能源B的负荷变化量;获取被替代能源A到替代能源B的转化系数、被替代能源的利用效率和替代能源的利用效率,综合考虑所有数据建立替代性需求响应模型;所述的建立替代性需求响应模型的约束条件: 其中ΔDAmin为被替代能源A的最低值;ΔDAmax为被替代能源A的最高值;ΔDBmin为替代能源B的最低值;ΔDBmax为替代能源B的最高值;预测模块设立虚拟电厂最大收益目标函数,综合考虑化石能源模块的调度模型、单个风机的发电模型、单个太阳能电池板的发电模型、价格型需求响应模型和替代性需求响应模型求解目标函数;虚拟电厂最大收益目标函数具体为: 其中PRO电为向用户出售电能源获得的利润;PRO热为向用户出售供热能源获得的利润;PRO热为向用户出售天然气获得的利润;COST热为单位功率供暖的出售价,COST气为单位功率天然气的出售价;COST煤,气为煤和天然气的购入成本,C煤为单位质量煤的购入价,C天然气是单位体积天然气的购入价;COST维护是风机和太阳能电池板的维护成本,λ1为单个风机的标准运维成本,λ2为单个太阳能电池板的标准运维成本;COST购入为从电网中购入的现货电价成本,当COST购入为正时,代表从电网中购入电能的现货电价成本,当COST购入为负时代表向公共电网出售多余电能获得的现货电价收益;C电是单位能量现货电的购入价;该目标函数的约束条件为:高峰电价大于平原电价,平原电价大于低谷电价,高峰电价低于高峰电价上限,低谷电价低于最低电价下限;单位功率供热的出售价大于最低值小于最高值;单位功率天然气的出售价大于最低值小于最高值;调度模拟模块建立卷积神经网络对最优调度方案进行仿真模拟。
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百度查询: 中惠元景能源科技(北京)股份有限公司 一种虚拟电厂能源优化调度方法及调度系统
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