本发明属于输电阻塞辅助决策，涉及一种计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法及系统。
背景技术：
1、随着全球能源结构的转型和电力系统的深度变革，城市电网作为能源消费的重要环节，面临着前所未有的挑战和机遇。一方面，可再生能源如风能、太阳能等的大规模接入，促进了能源结构的绿色低碳转型，但另一方面，这些能源的间歇性和不确定性也给电网的稳定运行带来了压力。特别是在城市电网中，由于电力负荷的集中和复杂性，输电阻塞成为了限制电网发展的一个关键问题。
2、输电阻塞指的是在电力系统中，由于输电线路容量的限制，无法满足电力从发电侧向负荷侧传输的需求，导致不能充分利用发电侧资源，甚至出现弃风、弃光、弃负荷等现象，影响电力系统的经济性和可靠性。因此，寻找有效的输电阻塞管理方法成为了电力系统研究的热点之一。
3、近年来，虚拟电厂作为一种新型的电力资源聚合模式，通过集成分布式发电、储能设备、可控负荷等多种资源，提供灵活的调节能力，成为解决输电阻塞问题的一种有效手段。虚拟电厂能够根据电网的实时需求，动态调整下属各种电力资源的输出，优化电力生产和消费，减轻电网负担，提高系统的运行效率。
4、针对城市电网日内输电阻塞问题，考虑到虚拟电厂的灵活性和调节能力，研究计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法显得尤为重要。现有技术提出的一种考虑风电资源的需求响应缓解输电阻塞的控制方法及系统，根据风电机组和用户参与需求响应的数据，建立输电阻塞管理模型；构建输电阻塞管理总成本最小的目标函数和约束条件，进行求解，得到最小的输电阻塞管理总成本，根据最小的输电阻塞管理总成本对基于电力需求响应的风力发电机进行控制，对分布式能源进行最优规划，减少网络阻塞，实现终端用户通过需求响应参与输电阻塞管理，在不增加燃料成本的情况下缓解输电阻塞，减少线路过载。在输电阻塞管理中采用了电力需求响应的风力发电机进行辅助决策，但在实际应用中风力发电机的出力受风速影响较大，在应对输电阻塞问题时难以达到理想调节效果，并且风电发电机的需求响应率很难控制，在策略下发执行过程中不理想。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法及系统。
2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明提出的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，包括如下步骤：
4、获取城市电网日内潮流断面数据、越限信息、常规发电厂数据、电网拓扑信息、配网侧虚拟电厂数据和常规发电厂及虚拟电厂对越限信息的准稳态灵敏度系数；
5、根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算虚拟电厂的调节容量和爬坡上下限参数；基于准稳态灵敏度系数构建支路潮流不等式约束；
6、根据城市电网日内潮流断面数据、越限信息、常规发电厂数据、支路潮流不等式约束、虚拟电厂的调节容量和爬坡上下限参数，建立上层输电网输电阻塞优化模型，根据上层输电网输电阻塞优化模型获取常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量；
7、根据常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量建立下层虚拟电厂内部优化模型，根据下层虚拟电厂内部优化模型获取分布式电源、可中断负荷、储能系统的有功调节量。
8、优选地，获取常规发电厂及虚拟电厂对越限信息的准稳态灵敏度系数，具体为：
9、
10、其中，βg,vpp为准稳态灵敏度系数，gk-g,vpp为发电机g和虚拟电厂vpp对支路k的常规有功灵敏度系数，ig,vpp为ng+vpp×ng+vpp阶单位矩阵，ng+vpp为常规发电厂与虚拟电厂的总数之和，αg,vpp为发电机和虚拟电厂对不平衡功率的分担系数，1g,vpp为ng+vpp×1维的全1列矢量。
11、优选地，所述根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算虚拟电厂的调节容量的步骤，具体为：
12、所述虚拟电厂的调节容量包括虚拟电厂的调节容量pvpp,i,max和虚拟电厂的出力下限pvpp,i,min；
13、
14、其中，pdg,i,max为可控负荷为0时分布式电源，pes,j,max为储能系统的发电最大出力，pes,j,min为分布式电源出力为0时储能系统蓄电功率，pil,l,min为可控负荷全部运行时的功率，dg为分布式电源，es为储能系统，il为可控负荷，ndg为分布式电源数量，nil为可控负荷数量，nn为储能系统数量。
15、优选地，根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算爬坡上下限参数，具体为：
16、所述爬坡上下限参数包括爬坡上限参数δpvpp,i,max和爬坡下限参数δpvpp,i,min；
17、
18、其中，δpdg,i,max是分布式电源的最大调节量，δpil,l,max是可控负荷的最大调节量，δpes,j,max是储能系统的最大调节量，δpdg,i,min是分布式电源的最小调节量，δpil,l,min是可控负荷的最小调节量，δpes,j,min是储能系统的最小调节量，dg为分布式电源，es为储能系统，il为可控负荷，ndg为分布式电源数量，nil为可控负荷数量，nn为储能系统数量，i为虚拟电厂序号，k、l、j分别为虚拟电厂内分布式电源、可控负荷和储能系统的序号。
19、优选地，所述基于准稳态灵敏度系数构建支路潮流不等式约束，具体为：
20、
21、其中，表示支路b有功潮流下限，表示支路b有功潮流上限，pb为支路b有功潮流值，ng为常规机组的数量，βbg为常规机组对支路b的准稳态灵敏度，δpg为常规机组的功率变化量，βbvpp为虚拟电厂对支路b的准稳态灵敏度，δpvpp为虚拟电厂的功率变化量。
22、优选地，所述建立上层输电网输电阻塞优化模型，具体为：
23、
24、其中，ng常规发电厂的个数，nvpp为虚拟电厂的个数，为t时刻常规发电厂c的有功下调节量，为t时刻常规发电厂c的有功上调节量，为t时刻虚拟电厂n的有功上调节量，为t时刻虚拟电厂n的有功下调节量；
25、约束条件如下：
26、1)节点潮流平衡约束：
27、
28、其中，nd为输电网节点个数，vd,i为输电网节点i的电压幅值，vd,j为输电网节点j的电压幅值，gd,ij为支路ij之间的互电导，bd,ij为支路ij之间的互电纳，pd,g,j为常规发电厂在节点j的有功功率，pd,vpp,j为虚拟电厂在节点j的有功功率，pd,l,j为负荷在节点j的有功功率，qd,g,j为常规发电厂在节点j的无功功率，qd,vpp,j为虚拟电厂在节点j的无功功率，qd,l,j为负荷在节点j的无功功率，θij为节点i和j之间的电压相角差；
29、2)网络安全约束包括母线电压约束、支路功率约束和断面功率约束：
30、母线电压约束：
31、vi,min≤vi≤vi,max
32、其中，vi,min为节点i的电压下限，vi,max为节点i的电压上限，vi为节点i的电压；
33、支路功率约束：
34、
35、断面功率约束：
36、
37、其中，pij为线路集合中的线路功率，ψ为一个安全约束断面的线路集合，pψ,max表示断面功率上限；
38、3)常规发电厂限值约束：
39、pg,i,min≤pg,i,t≤pg,i,max
40、qg,i,min≤qg,i,t≤qg,i,max
41、
42、其中，pg,i,min为输电网常规发电厂有功功率上限，pg,i,max为输电网常规发电厂有功功率下限，qg,i,min为无功功率上限，qg,i,max为无功功率下限，δpg,i,min为常规发电厂爬坡约束最小值，δpg,i,max是常规发电厂爬坡约束最大值；
43、4)虚拟电厂约束：
44、pvpp,i,min≤pvpp,i,t≤pvpp,i,max
45、
46、5)功率调节平衡约束：
47、
48、优选地，根据常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量建立下层虚拟电厂内部优化模型，具体为：
49、
50、其中，为t时刻所属电网第n个虚拟电厂中第m个分布式电源的上调节量，为t时刻所属电网第n个虚拟电厂中第m个分布式电源的下调节量，为t时刻所属电网第n个虚拟电厂中第k个可中断负荷的中断量，为t时刻所属电网第n个虚拟电厂中第l个储能系统的上调量，为t时刻所属电网第n个虚拟电厂中第l个储能系统的下调量，cn,dg,m,t为t时刻分布式电源的调节成本，cn,il,k,t为t时刻可中断负荷的调节成本，cn,es,l,t为t时刻储能系统的调节成本；
51、约束条件如下：
52、1)分布式电源限值约束：
53、pn,dg,m,min≤pn,dg,m,t≤pn,dg,m,max
54、qn,dg,m,min≤qn,dg,m,t≤qn,dg,m,max
55、其中，pn,dg,m,min为虚拟电厂内第m个可控分布式电源的有功下限，pn,dg,m,max为虚拟电厂内第m个可控分布式电源的有功上限，qn,dg,m,min为虚拟电厂内第m个可控分布式电源的无功下限，qn,dg,m,max为虚拟电厂内第m个可控分布式电源的无功上限；
56、2)可中断负荷限值约束：
57、
58、其中，为可中断负荷的削减量，λk为可中断负荷的最大中断比例，为可中断负荷的基态负荷；
59、3)储能系统限值约束：
60、-pn,es,l,max≤pn,es,l,t≤pn,es,l,max
61、其中，pn,es,l,t为储能系统的有功出力，-pn,es,l,max为储能系统的出力上限，pn,es,l,max为储能系统的出力下限；
62、4)爬坡约束：
63、
64、其中，为分布式电源的上调节量，为分布式电源的下调节量，为储能系统的上调节量，为储能系统的下调节量；
65、5)节点功率平衡约束：
66、
67、其中，n为虚拟电厂内节点的个数；vn,j为节点j的电压幅值，vn,p为节点p的电压幅值，gn,jp为节点j和p之间的互电导，bn,jp为节点j和p之间的互电纳；θ为电压相角差；pn,dg,j为分布式电源在j节点的有功功率，pn,es,j为储能系统在j节点的有功功率，pn,il,j为可中断负荷在j节点的有功功率，pn,l,j为常规负荷在j节点的有功功率，qn,dg,j为分布式电源在j节点的无功功率，qn,es,j为储能系统在j节点的无功功率，qn,il,j为可中断负荷在j节点的无功功率，qn,l,j为常规负荷在j节点的无功功率；
68、6)配电网安全约束：
69、vn,j,min≤vn,j≤vn,j,max
70、|pn,ij|≤pn,ij,max
71、其中，pn,ij为配电网线路的功率，pn,ij,max为线路潮流限值；
72、7)上层虚拟电厂功率约束：
73、
74、其中，δpvpp,i,t为上层模型求解后的虚拟电厂所需的有功调节量。
75、本发明提出的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策系统，包括：
76、第一数据获取模块，用于获取城市电网日内潮流断面数据、越限信息、常规发电厂数据、电网拓扑信息、配网侧虚拟电厂数据和常规发电厂及虚拟电厂对越限信息的准稳态灵敏度系数；
77、第二数据获取模块，用于根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算虚拟电厂的调节容量和爬坡上下限参数；基于准稳态灵敏度系数构建支路潮流不等式约束；
78、第一优化模型建立模块，用于根据城市电网日内潮流断面数据、越限信息、常规发电厂数据、支路潮流不等式约束、虚拟电厂的调节容量和爬坡上下限参数，建立上层输电网输电阻塞优化模型，根据上层输电网输电阻塞优化模型获取常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量；
79、第二优化模型建立模块，用于根据常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量建立下层虚拟电厂内部优化模型，根据下层虚拟电厂内部优化模型获取分布式电源、可中断负荷、储能系统的有功调节量。
80、一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法的步骤。
81、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法的步骤。
82、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
83、本发明提出的一种计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，首先根据电网拓扑、虚拟电厂内部设备数据量化计算虚拟电厂的调节容量、爬坡上下限等外部参数，其次计算常规电厂、虚拟电厂对城市电网日内输电阻塞发生时的越限支路的准稳态灵敏度，建立潮流不等式约束，并构建以可调度资源总调节量最小为目标的上层模型和以虚拟电厂内部资源调度成本最小为目标的下层模型，求解给出各调节资源的最优调度策略。相比于现有模型提高了可调度资源的利用率和可控性，可以在工程应用中为电网运行人员提供应对输电阻塞问题的有效策略。该方法综合考虑电网的实时运行状态、预测的电力负荷、可再生能源的输出以及虚拟电厂内部资源的可调度性等因素，通过优化算法计算出最佳的资源调度方案，以最小的成本解决输电阻塞问题，确保电力系统的安全、稳定和经济运行。通过常规发电厂和虚拟电厂协同的输电阻塞辅助决策方案可以减少常规发电厂的有功调节压力，在常规发电厂爬坡率不足或无法再通过调节常规发电厂缓解支路/断面越限情况下，给出源荷双侧调节资源的调度策略；可以满足输电网接入多个主动配电网的城市电网输电阻塞辅助决策需求，聚合规模化的分布式电源、可中断负荷以及储能系统等优质调节资源，考虑配电网的安全约束，不会造成输电网阻塞消除配网产生阻塞的情况。
84、本发明提出的一种计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策系统，通过将系统划分为第一数据获取模块、第二数据获取模块、第一优化模型建立模块和第二优化模型建立模块，实现城市电网日内输电阻塞辅助决策。采用模块化思想使各个模块之间相互独立，方便对各模块进行统一管理。
1.计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，获取常规发电厂及虚拟电厂对越限信息的准稳态灵敏度系数，具体为：
3.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，所述根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算虚拟电厂的调节容量的步骤，具体为：
4.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，根据电网拓扑信息和配网侧虚拟电厂数据，计算爬坡上下限参数，具体为：
5.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，所述基于准稳态灵敏度系数构建支路潮流不等式约束，具体为：
6.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，所述建立上层输电网输电阻塞优化模型，具体为：
7.根据权利要求1所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法，其特征在于，根据常规发电厂和虚拟电厂的有功调节量建立下层虚拟电厂内部优化模型，具体为：
8.计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的计及虚拟电厂调节的城市电网日内输电阻塞辅助决策方法的步骤。
