一种计及风险约束的虚拟电厂参与主辅市场的投标方法与流程

技术特征：
1.一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，所述虚拟电厂含ev，所述主辅市场为主能量市场与调峰辅助服务市场，其特征在于，包括：s1，确定含ev的虚拟电厂参与电力市场的交易调度流程；s2，基于所述交易调度流程和风险条件价值cvar理论建立所述计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；s3，求解所述计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；s4，基于所述投标模型的求解结果将所述虚拟电厂参与所述主辅市场获得的运营收益合理分配，从而获得所述虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方案。2.根据权利要求1所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述s1确定含ev的虚拟电厂参与电力市场的交易调度流程基于所述虚拟电厂能够聚合ev、风电机组、光伏机组、柔性负荷与储能装置资源作为价格接受者参与主能量市场和调峰辅助服务市场，所述交易调度流程包括两个阶段：第一阶段为日前运行阶段，在所述第一阶段内确定所述虚拟电厂参与日前调峰辅助服务市场的调峰时段、容量及柔性负荷的出力安排和运行基线，所述第一阶段与具体运行场景无关；第二阶段为基于风光实际出力场景的实时运行阶段，在所述第二阶段内确定所述虚拟电厂中ev的充放电功率、储能的充放电功率、弃风弃光功率、参与调峰市场的实际功率与直接交易功率，本阶段的决策变量与具体场景相关。3.根据权利要求2所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述s2计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型包括目标函数以及约束条件，所述目标函数为所述虚拟电厂在日前主能量市场与调峰辅助服务市场中获得的总收益；所述约束条件包括虚拟电厂购售电约束、虚拟电厂外特性约束、虚拟电厂功率平衡约束、柔性负荷约束、ev约束、储能设备约束、调峰投标约束、调峰实际出力约束、cvar相关约束。4.根据权利要求3所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述目标函数如下式(1)所示：式中，t为虚拟电厂的一个投标周期，取24h；n
ω
为风电、光伏机组出力的场景总数；ρ
ω
为场景ω下的概率；β为风险偏好系数，代表虚拟电厂的运营商对风险收益的偏好程度，β∈[0,1)，β值越大则代表虚拟电厂的运营商对风险收益越厌恶，其设计的定价策略就越保守；δ为cvar值；α为置信水平；ξ
ω
式引入的辅助变量，为场景ω下虚拟电厂运营总收益与δ之间的差值；所述目标函数主要由两部分组成，第一部分为虚拟电厂的运营收益，包括虚拟电厂与电网直接交易的收益b
grid,tω
、参与调峰市场的收益b
p,tω
、调峰惩罚成本c
p,tω
、柔性负荷调度成本c
load,tω
与弃风弃光惩罚成本c
abon,tω
；第二部分为cvar值与风险偏好系数β的乘积；其中：(1)与电网直接交易的收益b
grid,tω
为：
式中，分别为t时段vpp在日前主能量市场中的购、售电价；分别为场景ω下t时段vpp在日前著能量市场中的购、售电功率；δt为调度步长，取1h；(2)柔性负荷调度成本c
load,tω
为：c
load,tω
＝π
load,t
p
load,tω
δt
ꢀꢀꢀꢀ
(3)；式中，π
load,t
为t时段柔性负荷调度的补偿价格；p
load,tω
为场景ω下t时段柔性负荷的调度功率；δt为调度步长，取1h；(3)弃风弃光惩罚成本c
abon,tω
为：c
abon,tω
＝π
abon,t
[p
windb,tω
p
pvb,tω
]δt
ꢀꢀꢀꢀ
(4)；式中，π
abon,t
为t时段虚拟电厂弃风、弃光惩罚电价；p
windb,tω
为场景ω下t时段风电机组的弃风功率；p
pvb,tω
为场景ω下t时段光伏机组的弃光功率；δt为调度步长，取1h；(4)参与调峰辅助服务市场的收益b
p,tω
为：为：式中，p
pa,t
为t时段vpp在调峰辅助服务市场的日前投标容量；p
pd,tω
为场景ω下t时段vpp的调峰实际出力；为t时段vpp在调峰辅助服务市场中的补偿价格；δt为调度步长，取1h；(5)调峰惩罚成本c
p,tω
为：当虚拟电厂调峰实际出力未达到投标容量的70％时，应受到调峰市场的惩罚c
p,tω
如下，下，式中，为t时段虚拟电厂在调峰辅助服务市场的惩罚价格；δt为调度步长，取1h。5.根据权利要求4所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述约束条件包括：(1)虚拟电厂购售电约束，表示虚拟电厂无法同时进行购售电行为：(2)虚拟电厂外特性：p
base,t
＝d
t-p
wind,t-p
pv,t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)；其中，p
base,t
为虚拟电厂根据风光预测值上报的t时段的运行基线；p
wind,t
、p
pv,t
分别为t
时段的风、光预测值；d
t
为柔性负荷调度前t时段的负荷功率；p
out,tω
为场景ω下t时段vpp实时运行的外特性功率；p
winda,tω
、p
pva,tω
分别为场景ω下t时段的风、光实际出力；d
′
t
为柔性负荷调度后t时段的负荷功率；分别为ev在场景ω下t时段的充、放电功率；分别为储能设备在场景ω下t时段的充、放电功率；(3)虚拟电厂的功率平衡约束：(4)柔性负荷约束，柔性负荷具有可转移特性，在峰时段削减的负荷总功率与平谷时段增加的负荷总功率相等：d
t-d
′
t
＝p
la,t-p
lc,t
ꢀꢀꢀꢀ
(14)；0≤p
la.t
≤p
load,max t∈tvꢀꢀꢀ
(15)；0≤p
lc.t
≤γd
t t∈t
p
ꢀꢀꢀ
(16)；式中，tv为平谷时段；t
p
为峰时段；p
la,t
为平谷时段中t时段柔性负荷增加的功率，其功率值不应大于最大值p
load,max
；p
lc,t
为在峰时段中t时段柔性负荷削减的负荷总功率；γ是虚拟电厂中柔性负荷的比例；(5)ev约束：(5)ev约束：(5)ev约束：(5)ev约束：e
ev,min
≤e
ev,tω
≤e
ev,max
ꢀꢀꢀ
(21)；式中，p
ev,max
为ev的最大充、放电功率；e
ev,tω
为evt时段的荷电量；为ev的充、放电效率；q
ev
为ev车载电池的最大容量；e
ev,min
、e
ev,max
为ev车载电池所允许的最小、最大荷电量；分别为ev在场景ω下t时段的充、放电功率；(6)储能约束：(6)储能约束：(6)储能约束：(6)储能约束：e
ess,min
≤e
ess,tω
≤e
ess,max
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(26)；e
ess,1ω
＝e
ess,24ω
ꢀꢀꢀꢀ
(27)；
式中，p
ess,max
为储能的最大充、放电功率；e
ess,tω
、e
ess,(t 1)ω
、e
ess,1ω
、e
ess,24ω
分别为储能t时段、t 1时段、1时、24时的荷电量；为储能的充、放电效率；q
ess
为储能设备的最大容量；e
ess,min
、e
ess,max
为储能设备允许的最小、最大荷电量；分别为储能设备在场景ω下t时段的充、放电功率；(7)调峰投标约束：p
pa,min
u(t)≤p
pa,tω
≤mu(t) t∈tvꢀꢀꢀ
(28)；p
pa,tω
＝0 t∈t
p
ꢀꢀꢀꢀ
(29)；式中，u(t)为布尔变量，表示该时段虚拟电厂是否参与调峰市场，值为1时表示vpp参与调峰市场，值为0时表示vpp不参与调峰市场；m表示一个很大的正数；p
pa,min
为vpp日前向调峰市场投标的最小容量；(8)调峰实际出力约束：0≤p
pd,tω
≤p
out,tω-p
base,tω
m(1-u(t)) t∈tvꢀꢀꢀꢀ
(30)；p
pd,tω
≤u(t)m t∈tvꢀꢀꢀꢀ
(31)；p
pd,tω
＝0 t∈t
p
ꢀꢀꢀꢀ
(32)；(9)cvar相关约束：对于一个离散的收益分布，当其置信水平为α时，cvar近似为小概率1-α情景集合的期望损失；cvar及其相关约束转化为如下线性问题进行求解：ξ
ω
≥0
ꢀꢀꢀꢀ
(34)；式中，ξ
ω
为引入的辅助变量；δ的最优值为对应的风险价值，即vpp运营收益小于或等于ξ的概率小于或等于1-α的最大收益。6.根据权利要求5所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述s3包括：s31，将所述目标函数及所述约束条件共同构成的非线性模型转化为混合整数线性规划问题，即模型的线性化；s32，通过商业求解器gurobi求解所述计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；其中：所述s31包括：对于式(9)、(19)、(24)中连续变量的乘积为0，引入布尔变量；对于式(5)、(8)的分段函数，线性化包括：0≤f
p,tω
≤p
pa,t
ꢀꢀꢀ
(35)；f
p,tω
≤p
pd,tω
ꢀꢀꢀ
(36)；p
pd,tω-0.7p
pa,t
≥(a
tω-1)m
ꢀꢀꢀꢀ
(37)；p
pd,tω-0.7p
pa,t
≥(1-b
tω
)m
ꢀꢀꢀꢀ
(38)；a
tω
b
tω
＝1
ꢀꢀꢀꢀ
(39)；f
p,tω
≤a
tω
m
ꢀꢀꢀꢀ
(40)；k
tω
≥p
pa,t-p
pd,tω
(b
tω-1)m
ꢀꢀꢀꢀ
(41)；
k
tω
≥0
ꢀꢀꢀꢀ
(42)；式中，a
tω
、b
tω
均为布尔变量。7.根据权利要求6所述的一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，其特征在于，所述s4，基于所述投标模型的求解结果将所述虚拟电厂参与所述主辅市场获得的运营收益合理分配，从而获得所述虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方案包括：基于shapley值法将虚拟电厂参与电力市场获得的总运营收益合理分配，具体步骤如下：对于一个由j个参与者组成的联盟，将成员集合用ω＝{1,2,
…
,j}表示，ω的任意子集称为一个子联盟；利用shapley值法对虚拟电厂的市场收益进行分配，得到各成员的收益为：式中，c
j
为虚拟电厂内成员j分配的收益；s
j
为包含成员j的子联盟；|s
j
|为子联盟s
j
中的成员数；c(s
j
)、c(s
j
/j)分别为包含成员j与不包含成员j的子联盟的运行收益。8.一种计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标系统，所述虚拟电厂含ev，所述主辅市场为主能量市场与调峰辅助服务市场，用于实施如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，包括：交易调度流程确定模块，用于确定含ev的虚拟电厂参与电力市场的交易调度流程；投标模型建立模块，用于基于所述交易调度流程和风险条件价值理论建立所述计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；模型求解模块，用于求解所述计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；投标模块：用于基于所述投标模型的求解结果将所述虚拟电厂参与所述主辅市场获得的运营收益合理分配，从而获得所述虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方案。9.一种终端设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如1-7任一所述的计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法。

技术总结
本发明涉及一种计及风险约束的含电动汽车虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方法，虚拟电厂含EV，包括：确定含EV的虚拟电厂参与电力市场的交易调度流程；基于交易调度流程和风险条件价值CVaR理论建立计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；求解计及风险约束的虚拟电厂同时参与主辅市场的投标模型；基于投标模型的求解结果将虚拟电厂参与主辅市场获得的运营收益合理分配，从而获得虚拟电厂同时参与主辅市场的投标方案。还公开了对应的系统、终端设备以及计算机可读存储介质。为单个容量较小的需求侧资源参与电力市场，为VPP同时参与主辅市场，为VPP运营商根据自身风险偏好程度灵活衡量风险与风险收益之间的关系提供了手段。系提供了手段。系提供了手段。


技术研发人员：李强 韩华春 吴盛军 刘建坤 黄地 唐伟佳 王大江 周前 吕振华 任必兴 邹小明
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司 江苏省电力试验研究院有限公司
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/8/9