(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211002309.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 平湖市通用电气安装 有限公司 地址 314213 浙江省嘉兴 市平湖市钟埭街 道繁荣路3 68号 (72)发明人 干军　陆佳晨　吴昱德　唐旭雯　 李欢欢　高静霞　卢彬枫　潘白浪　 (74)专利代理 机构 嘉兴启帆专利代理事务所 (普通合伙) 33253 专利代理师 王浩杰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 111/06(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 基于随机规划的鲁棒优化的虚拟电厂优化 控制系统 (57)摘要 本发明公开了基于随机规划的鲁棒优化的 虚拟电厂优化控制系统， 包括经济与电网运行安 全的虚拟电厂优化控制模块、 随机可再生能源的 虚拟电厂随机规划优化控制模块和随机可再生 能源的虚拟电厂自适应鲁棒优化控制模块， 经济 与电网运行安全的虚拟电厂优化控制模块包括 虚拟电厂经济调度模型和虚拟电厂安全调度模 型。 本发明公开的基于随机规划的鲁棒优化的虚 拟电厂优化控制系统， 其考虑随机可再生能源条 件下区域内分布式电源、 储能、 需求侧用户之间 的协调运行控制方式， 智能协同调控和决策支持 下对大电网呈现出稳定的电力输出特性， 为新能 源电力的安全高效利用开辟了一条新的路径。 权利要求书8页 说明书18页 附图1页 CN 115422728 A 2022.12.02 CN 115422728 A 1.一种基于随机规划的鲁棒优化的虚拟电厂优化控制系统， 用于在电力市场环境下优 化虚拟电厂， 其特征在于， 包括经济与电网运行安全的虚拟电厂优化控制模块、 随机可再生 能源的虚拟电厂随机规划优化控制模块和随机可再生能源的虚拟电厂自适应鲁棒优化控 制模块， 其中： 经济与电网运行安全的虚拟电厂优化控制模块包括虚拟电厂经济调度模型和虚拟电 厂安全调度模型， 虚拟电厂经济调 度模型用于 建立以虚拟电厂利润最大化为目标的函数并 且对第一对象进 行第一约束， 虚拟电厂安全调 度模型用于保障虚拟电厂的安全并且对第二 对象进行第二约束， 虚拟电厂 经济调度模型和虚拟电厂安全调 度模型均调用GAMS求解并且 输出优化结果； 随机可再生能源的虚拟电厂随机规划优化控制模块采用多场景法模拟市场电价及随 机可再生能源出力的不确定因素， 通过建立虚拟电厂运行效益最大化为 目标的函数， 从而 构建随机规划的虚拟电厂最优交易策略模型， 并利用条件风险价值来度量不确定性因素给 虚拟电厂收益带来的风险， 建立虚拟电厂收益风险交易策略模型， 对比分析不确定性和风 险偏好对虚拟电厂收益以及风险损失的影响； 随机可再生能源的虚拟电厂自适应鲁棒优化控制模块基于多阶段鲁棒动态规划理论 构建多阶段鲁棒控制模型， 将电价不确定性和随机可再生能源的出力建模为盒式不确定 集， 采用鲁棒对偶 动态规划算法， 求 解得到虚拟电厂可调资源及协同控制结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于随机规划的鲁棒优化的虚拟电厂优化控制系统， 其 特征在于， 对于虚拟电厂经济调度模型的构建： 建立目标函数： 建立以利润最大化为目标函数的虚拟电厂混合整数线性规划模型， 该模型的目标函数 为： 式中： T为总时段数， ns为电价的总方案 数， M为随机 可再生能源出力的总方案 数， π(s)为 第s组电价方案的概率， Rt为t时段的收益， Ct为t时段的成本， Ht、 Dt分别为t时段按合约 要求 输送的电能和向日前市场计划输送的电能， 为决策变量， h为合约电价， 为第s组方案中t 时段的电价， Bt为购电量， 即购电价格按 计， ni为可分配发电机组数， ki为机组i的动作 成本， 布尔变量Kt， i表示t时刻机组i是否动作， 若 是则置1， 否则置0， 将 燃气轮机的机组二次 成本函数分段线性化， nj为分段数， pi为机组i的固定成本， 为机组i第j段的斜率， 为 t时段机组i的第j段的发电量， gtt， i为t时段机组i的发电量， 为决策变 量， 为机组i所产 生的第m项污染物的环境 价值， 为机组i所产生的第m项污染物的惩罚系数； 通过构建约束条件进行第一约束： 对燃气轮机的约束条件：权　利　要　求　书 1/8 页 2 CN 115422728 A 2workt， i， Kt， i， ont， i， offt， i∈{0， 1}； ont， i+offt， i＝Kt， i； Kt， i＝|workt， i‑workt‑1， i|； 式中： 布尔变量workt， i表示t时刻机组i是否工作， 若是则置1， 否则置0； 布尔变量ont， i 表示t时刻机组i是否启动， 若 是则置1， 否则置0； Kt， i表示t时刻机组i是否改变工作状态， 是 则置1， 否则置0； offt， i表示t时刻机组i是否关闭， 若是则置1， 否则置0， gti， max/gti， max表示 机组i的最大/小发电量， 为机组i的爬坡约束， 为机组i的向上爬坡率， 为机组i的向下爬坡率； 对抽水蓄能电站的约束条件： 初始时刻抽水蓄能电站储能E1为0， 将t时段抽水蓄能电站的蓄水量等效为蓄电量Et， int和outt为决策变量， 分别表示蓄入和放出的电能， Emax表示最大蓄电量， Ec表示最大蓄入 电量， Ed表示最大放出电量， 则有： E1＝0； Et+int≤Emax； outt≤Et‑1； int≤Ec； outt≤Ed； Et‑Et‑1＝int‑outt； 对远期合同的约束条件： 实际输电量与合同要求电量有一定的偏差， 但保证一天的输电总量相同， 即有： (1‑z)Ht≤H′t≤(1+z)Ht； 式中： z为合约允许的偏差系数， z∈[0， 1]， H ′t表示满足合约要 求输送的实际电量， 为决 策变量； 对功率平衡的约束条件： 式中： Wt， w表示t时刻第w组风机出力方案， St， s′表示t时刻第 s′组光伏出力 方案， gtt为t 时段的发电量； Bt为t时段的购电量； Dt分别为t时段向日前市场计划输送的电能； μ1、 μ2分别 表示发电效率和蓄能。 3.根据权利要求2所述的一种基于随机规划的鲁棒优化的虚拟电厂优化控制系统， 其 特征在于， 对于虚拟电厂安全调度模型的构建中通过构建约束条件进行第二约束： 符合基尔霍夫定律： Pl， t( θl， t， Vl， t)‑Pg， l， t+Pd， l， t＝0， t＝1～ 24； Ql， t( θl， t， Vl， t)‑Qg， l， t+Qd， l， t＝0， t＝1～ 24；权　利　要　求　书 2/8 页 3 CN 115422728 A 3