一种融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合方法及系统与流程

本发明主要涉及配电网，具体涉及一种融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合方法及系统。

背景技术：

1、随着新型电力系统加快建设，海量异构分布式能源资源规模化接入配电网，覆盖分布式光伏、用户侧储能、电动汽车充电设施等多元主体，普遍呈现布局分散、单体容量小、出力随机性强等典型特征，难以适配电网的复杂调控要求。

2、在此背景下，配电网运行面临局部新能源消纳困难、高峰期电力保供紧张、线路潮流阻塞等突出问题：高比例户用光伏示范区，午间光伏集中大发易引发配电网电压越限、潮流反向过载，局部台区电压超标率超15%；夏季高温及节日返乡等负荷高峰时段，配网频繁出现变压器重过载、末端供电能力不足等情况，核心馈线负载率长期超85%；10kv配电网因光伏集中接入产生大幅反向潮流，直接引发线路阻塞与设备过载，而传统网架升级改造存在投资规模大、建设周期长等短板。

3、针对上述运行难题，现有分布式能源聚合方法大多采用简单等值建模与统一调度模式，缺乏对资源出力特性、可调潜力等多维属性的深度挖掘，故需要针对多种典型场景，构建适配场景差异化调节需求的分散资源优化聚合机制，充分释放分布式能源的灵活调节潜力。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种有效降低弃光量与聚合出力的波动幅度，提升可调控负荷容量，增强配电网运行的稳定性与可控性的融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合方法及系统。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合方法，包括步骤：

4、s1.基于分散资源的运行数据，判别当前业务场景，并加载与业务场景相对应的权重系数与场景化阈值，构建不同场景下的聚合体综合评价指标体系；

5、s2.基于分散资源的地理位置、资源规模，构建分散资源特征向量；采用特征播种法，划分分散资源集合，从全部分散资源中选取一部分资源构建出多个初始聚合体，剩余分散资源构成候选集；

6、s3.分散资源作为选择方在业务场景下以最大化对聚合体的边际技术增益为目标，计算对各聚合体的边际指标贡献；基于边际指标贡献增益，为候选集中的每个分散资源生成偏好列表；所述偏好列表包含该分散资源愿意加入的聚合体及其偏好程度；

7、s4.根据分散资源的偏好程度计算本轮次的平均偏好度，构建场景化综合效用系数；

8、s5.各聚合体根据所述场景化综合效用系数，从提交申请的分散资源中选择接受能使聚合体的场景化综合效用系数提升的分散资源，并拒绝其他分散资源；被拒绝的分散资源更新其偏好列表，将拒绝它的聚合体从列表中移除；判断匹配过程是否收敛，若未收敛，则返回步骤s4进行下一轮迭代；若收敛，则进入步骤s6；

9、s6.获取最终的聚合体匹配结果，将每个聚合体在当前业务场景下的场景化综合效用系数与预设的场景化阈值进行比较，若达到阈值则将该聚合体判别为对应场景下的聚合体，若未达到阈值则将该聚合体中的分散资源标记为不参与聚合的分散资源。

10、优选地，在步骤s1中，综合评价指标体系包含针对聚合体的基础评价指标与针对不同场景的关键因子；基础评价指标包括针对聚合体内部表现的基础评价指标和针对聚合体技术性能对外表现的基础评价指标；

11、针对聚合体内部表现的基础评价指标，包括聚合体内部的净功率与水光互补性，计算公式为：

12、

13、

14、式中、分别表示聚合体的净功率、聚合体内部水光互补性；为聚合体内部所包含的分散资源集合；为水资源的出力，为光伏资源的出力；为资源索引；为时间延迟变量；、表示聚合体内水电与光伏的归一化出力，表示皮尔逊相关系数函数，用来衡量两个变量的线性相关程度；

15、针对聚合体技术性能对外表现的基础评价指标，包含聚合体出力波动系数和聚合体平均响应意愿度，计算公式为：

16、

17、

18、式中、表示归一化后聚合体出力波动系数和聚合体平均响应意愿度；表示聚合体净正出力的均值；表示内部资源层负荷响应系数；表示聚合体可控容量；t为总时间断面数；为聚合体n在t时刻的净功率；为聚合体n在t+1时刻的净功率；

19、针对不同场景的关键因子，计算公式为：

20、

21、式中表示消纳场景下的可消纳裕度，作为消纳场景的关键因子，表示在满足电网安全约束下的时刻最大可增加负荷；表示保供场景下的可调控容量，表示聚合体在时刻可调控功率；表示阻塞场景下的拥塞疏解能力，作为阻塞场景的关键因子，表示功率传输分布因子，作为阻塞场景的关键因子，取反表示节点注入功率增长时，支路潮流下降；、、均表示归一化时参考基准。

22、优选地，综合评价指标体系计算公式为：

23、

24、式中、分别表示不同场景下的电源型聚合体与负荷型聚合体综合指标；、、、、、为预设的权重系数；为聚合体n的归一化水光互补性指标、为聚合体作为电源型聚合体的归一化出力波动系数、为场景s下电源型聚合体的关键因子、为聚合体n的归一化平均响应意愿度、为聚合体n作为负荷型聚合体的归一化出力波动系数、为场景s下负荷型聚合体的关键因子。

25、优选地，在步骤s2中，分散资源特征向量计算公式为：

26、

27、式中表示分散资源的特征向量；、分别表示分散资源的经度、纬度；表示分散资源的额定功率。

28、优选地，在步骤s2中，初始聚合体计算公式为：

29、

30、

31、

32、

33、式中表示高斯混合-em估计法；表示第个高斯分布的均值，即虚拟质心；表示分散资源特征向量；为初始聚合体数量；表示基于特征向量选取的分散资源集合；为分散资源集合d中的第m个分散资源；表示欧几里得距离函数，用于衡量第个分散资源的特征向量与虚拟质心之间的相似度；表示第n个初始聚合体；为双射函数，保证每个聚合体对应唯一的分散资源，且每个分散资源也被唯一的聚合体对应；表示未被划分进初始聚合体进入候选集的分散资源。

34、优选地，在步骤s3中，边际指标贡献增益的计算公式为：

35、

36、式中表示候选集中分散资源在场景下加入任意一个聚合体后，能够为带来的最大边际指标贡献增益；、表示在场景下未接受分散资源之前电源型聚合体与负荷型聚合体综合指标；、表示在场景下接受分散资源之后电源型聚合体与负荷型聚合体综合指标。

37、优选地，在步骤s3中，偏好程度计算公式为：

38、

39、式中表示聚合体在分散资源的偏好列表中名次，排名越靠前，偏好程度越接近1；偏好列表为：

40、

41、式中表示依据边际贡献进行降序排列；表示截取前个构成偏好列表。

42、优选地，在步骤s4中，场景化综合效用系数计算公式为：

43、

44、

45、式中表示本轮所有提交申请的分散资源集合中分散资源对的平均偏好度；表示合作稳定性系数；表示技术效用系数。

46、优选地，在步骤s6中，每一个聚合体进行类型判别的计算公式如下：

47、

48、式中、分别表示场景下电源型聚合体判别阈值和负荷型聚合体判别阈值；、、分别表示电源型、负荷型、混合型聚合体；若分散资源与聚合体匹配后仍达不到设定阈值，则标记为不参与聚合的分散资源；、分别表示场景下电源型聚合体综合效用指标和负荷型聚合体综合效用指标。

49、本发明还公开了一种融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合系统，包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。

50、与现有技术相比，本发明的优点在于：

51、本发明的融合双边匹配的多场景分散资源优化聚合方法，实现典型运行场景下分布式能源资源的高效聚合。首先，基于新能源消纳、电力保供、线路阻塞三类典型配电网运行场景差异化调节需求，构建不同类型聚合体综合评价指标体系，包含针对聚合体的基础评价指标与针对不同场景的关键因子；其次，采用特征播种法选取部分分散资源构建初始聚合体，剩余分散资源构成候选集。然后，基于综合评价指标体系建立双边匹配机制，候选集中分散资源作为选择方，依据其对可参与聚合体的指标边际贡献生成偏好列表；聚合体则作为接受方，基于由合作稳定系数和技术效用系数构成的场景化综合效用系数，进而选择是否接受分散资源进入该聚合体。通过多轮迭代匹配，直至达成稳定匹配结果，根据各聚合体在综合效用系数上的得分与预设场景化阈值，将其判别为不同场景下的聚合体。本发明通过实现多场景差异化分散资源的优化匹配与聚合，有效降低弃光量与聚合出力的波动幅度，提升可调控负荷容量，增强配电网运行的稳定性与可控性。