基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法与流程

    技术2025-02-14  48


    本发明涉及的是一种虚拟电厂控制领域的技术,具体是一种基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法。


    背景技术:

    1、虚拟电厂作为处理分布式灵活性资源参与电力系统运行的重要手段,能够实现新能源的聚合管理、就地消纳、灵活运行。在虚拟电厂参与市场交易与调度的过程中,需要将其获取的总指令进行分解并通过各层通讯单元转发至各个灵活性资源的执行单元进行实际调节。现有虚拟电厂的技术问题和不足在于:现有技术多聚焦于虚拟电厂作为整体参与外部市场的交易和调度策略,缺少虚拟电厂在接受市场交易出清和调度结果后内部对功率分配进行具体执行的相关技术。


    技术实现思路

    1、本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,在进行云端平台到边缘控制层的功率分配时考虑各个灵活性资源聚合体的贡献度和自身外特性限制,采用蒙特卡洛法逼近代替夏普利值公式计算方法,降低云端平台的计算压力。

    2、本发明是通过以下技术方案实现的:

    3、本发明涉及一种基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,通过构造云-边-端模式的三层虚拟电厂并接收来自上级调度机构根据区域电力调度结果发布的总调度指令后,边缘控制层采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下对总调度指令分解,云端平台层考虑各个灵活性资源聚合体自身外特性约束,进行最优分配并将调度中心出清的总功率指令输出至边缘控制层进行最优分解,基于分解结果执行指令。

    4、技术效果

    5、本发明通过构造云-边-端模式的三层虚拟电厂并接收来自上级调度机构根据区域电力调度结果发布的总调度指令后,边缘控制层采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下对总调度指令分解,云端平台层考虑各个灵活性资源聚合体自身外特性约束,进行最优分配并将调度中心出清的总功率指令输出至边缘控制层进行最优分解。相比现有技术,本发明将虚拟电厂获取的总调度指令进行分解并通过各层通讯单元转发至各个灵活性资源的执行单元进行实际调节。



    技术特征:

    1.一种基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征在于,通过构造云-边-端模式的三层虚拟电厂并接收来自上级调度机构根据区域电力调度结果发布的总调度指令后,边缘控制层采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下对总调度指令分解,云端平台层考虑各个灵活性资源聚合体自身外特性约束,进行最优分配并将调度中心出清的总功率指令输出至边缘控制层进行最优分解,基于分解结果执行指令。

    2.根据权利要求1所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的三层虚拟电厂结构包括:灵活性资源终端层、边缘控制层和云端平台层,其中:灵活性资源终端层由若干灵活性资源的控制器组成,分别将灵活性资源可调能力参数信息进行上报并对边缘控制层下发的调度指令进行分解执行;边缘控制层考虑地理位置影响和多场景目标,将灵活性资源按照不同区域进行分区,并通过边缘控制器控制;云端平台层利用通讯技术将不同区域的边缘控制器进行协同控制,处理边缘控制层上报的可调信息和运行状态情况,并和交易中心和调度中心进行交互,接收市场交易指令和灾害场景下的紧急调控指令并进行分解下发。

    3.根据权利要求1所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的边缘控制层包括同一区域内的若干灵活性资源形成的资源聚合体和一个用于统一调控的边缘控制器,其中:各资源聚合体根据虚拟电厂获得的指令信息,采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下对总调度指令进行分解,得到资源聚合体的功率分配结果,边缘控制器对资源聚合体的外特性辨识和可行域信息上报,并对云端平台层下发的调控指令进行最优分解并转发,其优点在于利用边缘控制器属地的计算资源较大程度缓解虚拟电厂的计算压力。

    4.根据权利要求1或2或3所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,具体包括:

    5.根据权利要求4所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的蒙特卡洛采样近似夏普利值的表达式具体为:其中:m表示抽样次数;表示包含成员i的随机联盟子集效用函数;表示将成员i剔除出上述联盟子集之后的效用函数,夏普利值效用函数s为灵活性资源虚拟电厂参与市场契合度指标,为虚拟电厂的市场契合度指标,其中选取相应的灵活性资源可调能力指标进行组合,表示虚拟电厂参与市场的可调上下限越大、响应时间越短、可持续时间越长则市场契合度越高,分别为虚拟电厂内部灵活性资源相应指标的归一化值。

    6.根据权利要求4所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的目标函数,具体为:

    7.根据权利要求4所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的灵活性资源if的成本函数根据聚合体内部资源的具体类型和数量,表示为各类资源成本之和。

    8.根据权利要求4或7所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的成本函数具体包括:分布式光伏、分布式风电、储能、燃气轮机、楼宇空调灵活性资源的发用电成本,即:其中:

    9.根据权利要求4所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的约束条件包括:

    10.根据权利要求4所述的基于多层指令分解的云-边协同虚拟电厂控制方法,其特征是,所述的最优分解是指:通过优化计算将上层功率指令分配到下层,具体为虚拟电厂层接收来自上级调度机构的总调度指令后,先采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下将总调度指令分解至边缘控制层,后者再根据各个灵活性资源聚合体自身外特性约束,将指令进行优化分配输出至边缘控制层。


    技术总结
    一种基于多层指令分解的云‑边协同虚拟电厂控制方法,通过构造云‑边‑端模式的三层虚拟电厂并接收来自上级调度机构根据区域电力调度结果发布的总调度指令后,边缘控制层采用蒙特卡洛采样近似夏普利值的方式下对总调度指令分解,云端平台层考虑各个灵活性资源聚合体自身外特性约束,进行最优分配并将调度中心出清的总功率指令输出至边缘控制层进行最优分解,基于分解结果执行指令。本发明在进行云端平台到边缘控制层的功率分配时考虑各个灵活性资源聚合体的贡献度和自身外特性限制,采用蒙特卡洛法逼近代替夏普利值公式计算方法,降低云端平台的计算压力。

    技术研发人员:王素,郭明星,兰莉,傅晨,陈甦,钱艳园,蒋传文,王玲玲,马雨彤,高元昊
    受保护的技术使用者:国网上海市电力公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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