本技術(shù)涉及虛擬電廠，尤其涉及虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，針對(duì)虛擬電廠聚合分布式資源的分鐘級(jí)和小時(shí)級(jí)的出力性能及成本的評(píng)估描述，已進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究。現(xiàn)有技術(shù)主要分為兩大流派：其一，采用自下而上的策略，首先分別確定每個(gè)分布式資源的運(yùn)行可行域，隨后將這些可行域進(jìn)行整合與累加，從而得出整體的出力性能和成本描述；其二，運(yùn)用直接搜索技術(shù)，直接探尋聚合可行域的極值點(diǎn)，進(jìn)而獲得全局的出力性能和成本描述。

2、在自下而上評(píng)估虛擬電廠小時(shí)級(jí)及分鐘級(jí)的出力性能和成本的技術(shù)方案中，現(xiàn)有技術(shù)一針對(duì)虛擬電廠不同的內(nèi)部資源特性，將其分類(lèi)為半控型資源和可控型資源，提出一種虛擬電廠可調(diào)性能空間聚合方法；現(xiàn)有技術(shù)二考慮了聚合性能描述時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束和三相網(wǎng)絡(luò)不平衡性，該方法可獲得的有效性能可行區(qū)間能保證任意一點(diǎn)都至少有一個(gè)可行的指令分解方案；現(xiàn)有技術(shù)三逐步以價(jià)格、能量為指標(biāo)對(duì)分布式資源進(jìn)行排序分級(jí)，得到多級(jí)匯總的性能和成本聚合結(jié)果。

3、在通過(guò)直接搜索來(lái)求解全局出力性能和成本描述的方法中，現(xiàn)有技術(shù)四通過(guò)直接搜索的方法，通過(guò)分析虛擬電廠的多個(gè)臨界運(yùn)行點(diǎn)和極限運(yùn)行點(diǎn)，再由其凸包近似得到虛擬電廠的整體性能可行區(qū)間，所提出的方法利用了性能可行區(qū)間的幾何特征；現(xiàn)有技術(shù)五通過(guò)投影的方式，辨識(shí)時(shí)域耦合可行域中起作用的有效邊界條件，并利用外逼近算法刻畫(huà)所述可行域?qū)ε伎臻g的極值點(diǎn)，得到虛擬電廠的時(shí)序耦合出力性能可行域。

4、綜合以上分析，當(dāng)前技術(shù)主要聚焦于對(duì)虛擬電廠在小時(shí)級(jí)、分鐘級(jí)的調(diào)節(jié)性能區(qū)間的描述，致力于求解其出力描述的優(yōu)化可行域，并且這些研究主要服務(wù)于日前及小時(shí)前的需求響應(yīng)。然而，這些研究普遍忽視了對(duì)虛擬電廠秒級(jí)出力特性的深入探討，未能精確描繪在緊急頻率支撐服務(wù)中，虛擬電廠在0-10秒內(nèi)聚合響應(yīng)的出力曲線特征，從而難以準(zhǔn)確評(píng)估虛擬電廠在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)緊急支撐的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。此外，現(xiàn)有技術(shù)亦未能涵蓋虛擬電廠在不同秒級(jí)響應(yīng)性能下的成本分析，導(dǎo)致電網(wǎng)無(wú)法確定最經(jīng)濟(jì)有效的虛擬電廠緊急支撐頻率備用方案，這一缺陷限制了虛擬電廠在快速、可靠的快速響應(yīng)服務(wù)領(lǐng)域的參與和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

2、為此，本技術(shù)的第一個(gè)目的在于提出一種虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法，有效解決了在虛擬電廠聚合分布式資源參與秒級(jí)頻率服務(wù)過(guò)程中，電力系統(tǒng)和電網(wǎng)面臨的無(wú)法精確評(píng)估其支撐性能和支撐成本的難題。

3、本技術(shù)的第二個(gè)目的在于提出一種計(jì)算機(jī)設(shè)備。

4、本技術(shù)的第三個(gè)目的在于提出一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

5、本技術(shù)的第四個(gè)目的在于提出一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

6、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第一方面實(shí)施例提出了一種虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法，包括：計(jì)算虛擬電廠的分布式資源的秒級(jí)頻率響應(yīng)和虛擬電廠響應(yīng)后的頻率最低值；利用頻率最低值，求取形成相似頻率最低點(diǎn)的一階功率曲線參數(shù)值，將一階功率曲線參數(shù)值作為虛擬電廠的性能參數(shù)評(píng)估值；對(duì)性能參數(shù)評(píng)估值進(jìn)行區(qū)間劃分，得到虛擬電廠可提供的可行性能參數(shù)組合；對(duì)于每個(gè)可行性能參數(shù)組合，求解其對(duì)應(yīng)的虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐的成本優(yōu)化問(wèn)題，得到對(duì)應(yīng)的虛擬電廠最優(yōu)成本；將性能參數(shù)評(píng)估值和每個(gè)可行性能參數(shù)組合下的虛擬電廠最優(yōu)成本作為虛擬電廠的評(píng)估結(jié)果。

7、本技術(shù)實(shí)施例的虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬電廠秒級(jí)出力特性的精確描述，刻畫(huà)了虛擬電廠在0-10秒內(nèi)聚合響應(yīng)的出力曲線的動(dòng)態(tài)特征，精細(xì)化地表征了虛擬電廠在極端時(shí)間尺度內(nèi)的支撐效果和作用，使得電網(wǎng)得以確定最為經(jīng)濟(jì)有效的虛擬電廠緊急支撐頻率備用方案，從而顯著促進(jìn)了虛擬電廠在快速、可靠的快速響應(yīng)服務(wù)領(lǐng)域的深入?yún)⑴c和持續(xù)發(fā)展。本技術(shù)還可作為虛擬電廠提升自身響應(yīng)能力的依據(jù)，通過(guò)對(duì)自身響應(yīng)能力的評(píng)估，找出響應(yīng)中的薄弱環(huán)節(jié)并加以改進(jìn)，提升虛擬電廠運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，本技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。

8、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，分布式資源的秒級(jí)頻率響應(yīng)包括分布式資源的頻率分量和頻率導(dǎo)數(shù)分量，分布式資源i頻率分量的時(shí)域表達(dá)式為：

9、

10、分布式資源i頻率導(dǎo)數(shù)分量的時(shí)域表達(dá)式為：

11、

12、其中，i＝{1,2,...,i}，i∈l表示i為廣義爬坡型資源，i∈d表示廣義開(kāi)關(guān)型資源，時(shí)間t∈[0，t]，u[t]為單位階躍函數(shù)，pi為分布式資源i的預(yù)留容量，τi為分布式資源i的響應(yīng)時(shí)延，ti為一階過(guò)程的時(shí)間常數(shù)，

13、

14、其中，為全系統(tǒng)傳遞函數(shù)的因式分解表示，該傳遞函數(shù)為m階，qm為系統(tǒng)極點(diǎn)，αm為對(duì)應(yīng)的系數(shù)，qm和αm均為復(fù)數(shù)，d為阻尼，h為電網(wǎng)慣性，s為拉普拉斯算子，r-1為外部一次調(diào)頻特性，ex(s)為外部電網(wǎng)電源響應(yīng)特性的拉式變換函數(shù)。

15、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算虛擬電廠響應(yīng)后的頻率最低值，包括：

16、計(jì)算系統(tǒng)擾動(dòng)造成的頻率分量和頻率導(dǎo)數(shù)分量；

17、基于分布式資源的秒級(jí)頻率響應(yīng)和系統(tǒng)擾動(dòng)造成的頻率分量和頻率導(dǎo)數(shù)分量求解虛擬電廠響應(yīng)后的頻率最低值時(shí)刻和對(duì)應(yīng)的頻率最低值。

18、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)擾動(dòng)造成的頻率分量和頻率導(dǎo)數(shù)分量的時(shí)域表達(dá)式為：

19、

20、其中，pφ為系統(tǒng)擾動(dòng)功率；

21、求解非線性方程，確定頻率最低值時(shí)刻，所述非線性方程表示為：

22、

23、虛擬電廠響應(yīng)后的頻率最低值為：

24、

25、其中，tmin為頻率最低值時(shí)刻。

26、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，一階功率曲線所引起的頻率分量和頻率導(dǎo)數(shù)分量的時(shí)域表達(dá)式為：

27、

28、其中，p0、t0分別表示一階功率曲線的響應(yīng)幅值和時(shí)間常數(shù)；

29、一階功率響應(yīng)曲線所產(chǎn)生的總頻率和總頻率導(dǎo)數(shù)表示為：

30、

31、通過(guò)梯度下降法求解優(yōu)化問(wèn)題，確定形成相似頻率最低點(diǎn)的一階功率曲線參數(shù)值p0,t0，其中，所述優(yōu)化問(wèn)題表示為：

32、

33、其中，σ為懲罰因子。

34、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，虛擬電廠可提供的可行性能參數(shù)組合為p×t，×表示序列間的笛卡爾積，p表示考慮的響應(yīng)幅值序列，代表以的功率為間隔，0為起點(diǎn)，為止點(diǎn)的幅值序列，t表示所考慮的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)序列，代表以的時(shí)間常數(shù)為間隔，為起點(diǎn)，為止點(diǎn)的時(shí)間常數(shù)序列，為通過(guò)所述優(yōu)化問(wèn)題確定的形成相似頻率最低點(diǎn)的一階功率曲線參數(shù)值。

35、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，令可行性能參數(shù)組合p×t中的元素為j＝1,...,j，令可行性能參數(shù)組合p×t的第j個(gè)元素為對(duì)于第j個(gè)元素其對(duì)應(yīng)的虛擬電廠最優(yōu)成本為cj，其對(duì)應(yīng)的虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐的成本優(yōu)化問(wèn)題表示為：

36、

37、其中，優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)為最小化總成本表示分布式資源i預(yù)留容量為時(shí)的成本，決策變量為分布式資源i的預(yù)留容量為ωi(t)表示改變分布式資源i預(yù)留容量時(shí)的頻率分量，表示改變分布式資源i預(yù)留容量時(shí)的頻率導(dǎo)數(shù)分量，ε1、ε2為信賴域參數(shù)，yi為二元01變量，代表廣義開(kāi)關(guān)型資源的離散切換狀態(tài)，為第j個(gè)元素對(duì)應(yīng)功率曲線所引起的頻率最低值，τj為第j個(gè)元素的頻率最低值時(shí)刻。

38、為達(dá)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法。

39、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面實(shí)施例提出了一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令由處理器被執(zhí)行時(shí)，能夠執(zhí)行上述虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法。

40、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第四方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中的指令處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述虛擬電廠秒級(jí)頻率支撐性能及成本評(píng)估方法。

41、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。