源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法与流程

本发明属于新型配电系统综合能源调度优化，具体涉及一种源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法。

背景技术：

1、随着新型电力系统建设落地，源网荷储一体化模式广泛应用于工业园区、城镇居民区和乡村片区等场景，其中微电网作为就地自治能量单元，虚拟电厂作为分布式资源聚合运营主体，是综合能源系统两大核心运行载体。

2、目前国内外已有大量学者围绕微电网调度控制、虚拟电厂资源聚合优化展开研究，部分成果分别实现了微电网群内部能量优化、虚拟电厂多主体资源经济调度、微电网底层逆变器协同控制、虚拟电厂需求响应激励建模等目标，为分布式资源的调度利用奠定了理论基础。但现有研究大多将微电网与虚拟电厂作为两类独立对象分开开展研究，二者缺乏体系化的融合设计思路，在面向源网荷储一体化的规模化落地应用过程中，逐步暴露出如下问题：

3、1、微电网与虚拟电厂运行形态协同刻画缺失，现有方案多单独研究微电网底层电气控制或虚拟电厂资源聚合交易，二者调度体系相互独立，无统一耦合形态划分标准，交直流混合微电网与分布式虚拟电厂协同架构存在技术空白，上下层调度指令无法双向联动约束；

4、2、分布式资源动态特性时序耦合量化不足，现有手段仅单独分析分布式电源出力波动、柔性负荷响应时延，忽略源-储-荷多类资源时序交互耦合效应，缺少多维度动态特性量化评估模型，无法精准计算资源实时可调调度裕度；

5、3、差异化用能场景调度适配能力薄弱，城市、园区、农村场景下微电网与虚拟电厂适配规则零散，未建立“场景特征-形态参数-特性指标”映射关系，难以根据场景自动匹配适配调度策略；同时传统调度架构上下层割裂，上层虚拟电厂市场优化结果下发后，未校验下层微电网逆变器、储能设备、冷热负荷电气安全约束，调度方案落地性差；且集中式全局优化会泄露园区、用户内部运行数据，单一优化目标无法同时兼顾系统运行经济效益与环境效益，多区域电力交易缺少风险管控手段；

6、为解决上述问题，开发一种源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种能够实现微电网与虚拟电厂双向耦合联动、资源动态时序特性量化、多场景自适应适配、兼顾上下层管控约束、可保护多主体隐私的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法。

2、本发明的目的是这样实现的：一种源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，包括如下步骤：

3、s1，多维度运行数据采集：采集各微电网内分布式电源出力、储能充放电状态、冷热柔性负荷、逆变器运行参数、负荷响应时延及资源出力波动系数，同步采集外部电价、配网功率约束及风光出力预测数据；

4、s2，分布式资源动态时序耦合特性量化评估：利用灰靶理论结合云模型计算各类资源调度潜力，利用熵权法量化评估负荷动态响应性能，构建源-荷-储时序动态关联矩阵；

5、s3，耦合形态识别与场景调度参数匹配：基于三级耦合形态分类体系识别微电网与虚拟电厂耦合拓扑，通过场景适配决策树匹配差异化场景专属调度约束参数；

6、s4，双层耦合多目标优化建模：上层构建多区域虚拟电厂市场交易优化模型并引入条件风险价值约束；下层构建计及微电网响应特性的分时调度模型，模型内置逆变器下垂控制与储能充放电安全边界约束；上、下层相互传递可调容量、功率约束形成耦合约束，以系统经济效益、环境效益最优为双优化目标；

7、s5，分布式滚动优化求解：采用nsgaii-mopso算法求解双层耦合多目标模型，通过滚动优化分布式算法分层迭代求解；

8、s6，双向调度指令下发、反馈与迭代收敛：上层虚拟电厂向各微电网下发功率调节目标；下层微电网校验本地电气约束并反向回传实际可调裕度，反复迭代直至双层调度方案收敛；

9、s7，动态自适应循环调度：定时更新资源特性矩阵与场景边界参数，循环执行步骤s1～s6，持续完成耦合协同调度。

10、优选的，所述步骤s2中，源-荷-储时序动态关联矩阵包括波动系数、调节精度、响应时延三类量化指标，用于表征各类分布式资源时序耦合效应。

11、优选的，所述步骤s3中，三级耦合形态分类体系分为基础形态、协同形态、场景形态三层，用于实现交直流混合微电网与分布式虚拟电厂耦合拓扑标准化划分。

12、优选的，所述步骤s3中，场景适配决策树内置城市、工业园区、农村三类差异化场景分支，每一分支对应一套专属调度约束参数。

13、优选的，所述步骤s4中，上层虚拟电厂市场交易优化模型还可引入条件风险价值约束，用于管控跨区域电力交易电价波动风险。

14、优选的，所述步骤s4中，下层分时调度模型为日前-日内双时间尺度调度模型，用于同时兼顾长周期计划调度与短周期实时校正。

15、优选的，所述步骤s4中，下层分时调度模型还可增设用户用电舒适度约束，用于城镇居民、商业微电网场景优化求解。

16、优选的，所述步骤s5中，分布式算法分层迭代求解过程中，各运营主体内部设备运行参数不对外传输，仅交互边界功率数据，用于实现多主体数据隐私保护。

17、优选的，所述步骤s7中，每15分钟刷新一次资源特性矩阵与场景边界参数，以实现全天候动态自适应闭环耦合调度。

18、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

19、（1）本发明通过建立完整“基础形态-协同形态-场景形态”三级耦合形态分类体系，填补了交直流混合微电网与分布式虚拟电厂协同调度架构空白，打通了两套独立调度体系，实现了上下层双向耦合联动；

20、（2）本发明通过结合灰靶-云模型、熵权法量化源-储-荷时序耦合动态特性，构建了多维特性关联矩阵，可精准评估各类分布式资源实时可调潜力，从而使得调度方案贴合设备真实运行工况；

21、（3）本发明通过搭载场景适配决策树，可针对工业园区、城镇居民区、乡村差异化场景自动匹配专属调度约束参数，场景适配能力显著提升；

22、（4）本发明通过双层协同调度逻辑兼顾上层电力市场交易风险管控与下层微电网底层电气安全约束，调度方案可直接落地执行；同时通过分布式滚动优化求解仅交互边界功率，有效保护了各微电网与虚拟电厂运营主体内部的数据隐私；

23、（5）本发明通过采用nsgaii-mopso多目标优化算法，同步兼顾了系统运行成本与环保效益，且上层模型引入条件风险价值约束，降低了跨区域电力交易波动风险，可使综合运行收益与安全性得以大幅提升。

1.一种源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于，包括如下步匹配

2.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s2中，源-荷-储时序动态关联矩阵包括波动系数、调节精度、响应时延三类量化指标，用于表征各类分布式资源时序耦合效应。

3.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s3中，三级耦合形态分类体系分为基础形态、协同形态、场景形态三层，用于实现交直流混合微电网与分布式虚拟电厂耦合拓扑标准化划分。

4.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s3中，场景适配决策树内置城市、工业园区、农村三类差异化场景分支，每一分支对应一套专属调度约束参数。

5.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s4中，上层虚拟电厂市场交易优化模型还可引入条件风险价值约束，用于管控跨区域电力交易电价波动风险。

6.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s4中，下层分时调度模型为日前-日内双时间尺度调度模型，用于同时兼顾长周期计划调度与短周期实时校正。

7.根据权利要求1或6所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s4中，下层分时调度模型还可增设用户用电舒适度约束，用于城镇居民、商业微电网场景优化求解。

8.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s5中，分布式算法分层迭代求解过程中，各运营主体内部设备运行参数不对外传输，仅交互边界功率数据，用于实现多主体数据隐私保护。

9.根据权利要求1所述的源网荷储一体化下微电网与虚拟电厂耦合调度协同方法，其特征在于：所述步骤s7中，每15分钟刷新一次分布式资源动态关联矩阵与场景边界参数，以实现全天动态自适应闭环耦合调度。