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申请/专利权人：山东大学;全球能源互联网集团有限公司

摘要：本公开提供了考虑物理与控制约束的虚拟电厂调节能力评估方法及系统，涉及虚拟电厂调节能力评估技术领域，包括构建虚拟电厂基于物理约束的可控资源单体数学模型；构建虚拟电厂整体调节指令到单体指令分解算法的协调控制数学模型；融合可控资源单体数学模型和协调控制数学模型，构建涵盖单体状态转移与整体调节指令的微分‑代数方程组，选择代表性变量作为群体状态变量对方程组进行化简，形成反映群体状态转移的低阶群体模型，进一步结合群体状态变量运行边界计算聚合体调节能力，计算基于各类资源聚合体调节能力汇总的虚拟电厂整体调节能力。

主权项：1.考虑物理与控制约束的虚拟电厂调节能力评估方法，其特征在于，包括：获取包含源-荷-储侧可控资源的虚拟电厂，确定可控资源运行边界，构建虚拟电厂基于物理约束的可控资源单体数学模型；综合各类负荷，得到如下形式的单体资源综合模型一般形式： 式中，、分别为资源运行过程中状态变量的上限和下限，、分别为资源运行过程中非状态变量的上限和下限，所述非状态变量包括资源工作功率；xj为第j个可控资源关键状态向量；yj为第j个可控资源并网功率；δj为第j个可控资源扰动输入；对所述可控资源进行分类，划分为多个可控资源集群，利用分类后各类型可控资源集群的内部协同控制思想，构建虚拟电厂整体调节指令到单体指令分解算法的协调控制数学模型；协调控制算法建模，具体步骤如下：针对虚拟电厂分层分类控制特点，构建VPP整体调节指令到单体指令分解算法的数学模型，具体包括可控资源聚合体分类与聚合体内协调控制算法建模两步；步骤1：可控资源聚合体分类按照可控资源类别划分为：分布式光伏、分布式风电、空调与热泵、热水器、电转气、电池储能与电动汽车多个可控资源集群；步骤2：聚合体内协调控制算法数学抽象根据调节指令分解逻辑或算法，以聚合体调节总指令为输入，以聚控对象调节功率为输出建立数学函数；对于连续调节型可控资源，构建连续变量型控制函数，形式为： 式中，为第i个资源集群中第j台设备的功率调节量，表示资源集群的功率调节总量，G∙为连续映射函数；对于离散调节型可控资源，构建离散变量型控制函数，形式为： 式中，为第i个资源集群需要新开启或关闭的单体索引，H∙为离散型映射函数；映射函数形式G∙、H∙与具体协调算法有关，算法逻辑较为简单时直接导出，较为复杂时采用函数拟合或机器学习方式获得；简单协调算法逻辑包括：平均分配，此时，即；按额定功率比例分配，此时，即，式中为第i个聚合体中第j个可控资源的额定功率；融合可控资源单体数学模型和协调控制数学模型，构建涵盖单体状态转移与整体调节指令的微分-代数方程组，选择代表性变量作为群体状态变量对方程组进行化简，形成反映群体状态转移的低阶群体模型，进一步结合群体状态变量运行边界计算聚合体调节能力，计算基于各类资源聚合体调节能力汇总的虚拟电厂整体调节能力；融合单体模型与协调控制算法的聚合体调节能力评估，具体步骤如下：步骤1：融合资源单体模型和协调控制算法，构建涵盖单体状态转移与整体调节指令分解算法的微分-代数方程组 步骤2：聚合体聚合模型构建，根据方程组特点组合各单体状态变量形成表征群体状态的综合变量，形成以集群调节功率指令为输入，以综合变量为状态的低阶状态空间表达式： 式中，Xi、Yi、δi为第i个资源集群综合状态变量、输出变量和扰动变量；进一步根据各设备单体运行边界形成集群状态及集群输出运行边界，如下式所示： 步骤3：考虑群体运行边界的可调能力评估基于资源集群状态空间表达式及运行边界，构建满足集群动态特性转移规律及运行边界约束的最优控制问题； 求解最优控制问题得到该类资源集群多重限制下最大功率调节能力[ΔPimin,ΔPimax]；基于各类资源聚合体调节能力汇总的虚拟电厂整体调节能力计算，具体步骤如下：按照融合单体模型与协调控制算法的聚合体调节能力评估遍历所有类别可控资源得到各类别可控资源调节潜力，采用下式汇总各类资源调节潜力得到虚拟电厂整体调节能力； 。

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百度查询： 山东大学 全球能源互联网集团有限公司 考虑物理与控制约束的虚拟电厂调节能力评估方法及系统