本发明涉及数据处理，具体而言，涉及一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方法、装置、计算机可读存储介质和虚拟电厂控制系统。
背景技术：
1、虚拟电厂(vpp)将分布式发电(dg)、可再生能源发电、电池储能系统(bess)和可控负载等不同能源资源集成和控制为一个协调一致的电力部门。作为零售市场的代理，vpp聚合了许多分布式能源(der)的容量并通过运营配置，以便参与电力市场或提供系统支持服务。通过参与智能结构的电力市场，vpp可以受益于需求响应(dr)或动态定价计划，以改变能源需求状况，有助于备用供应，并减少高峰时段。然而，市场价格的不确定性，再生资源客户的需求以及基于意外事件的不确定性，给vpp的决策问题带来了风险，需要进一步研究。为了解决决策过程中的风险，最近的研究通过应用不同的风险测量工具为决策者提供有价值的信息。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方法、装置、计算机可读存储介质和虚拟电厂控制系统，以至少解决现有技术中缺乏考虑市场价格、再生资源客户以及意外事件的不确定性的综合决策方法的问题。
2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方法，包括：获取虚拟电厂的历史运行数据，所述历史运行数据至少包括第一不确定因素和第二不确定因素，所述第一不确定因素包括da市场价格、rt市场价格、设备运行成本和备用服务成本，所述第二不确定因素包括不同事件对应的风险场景下的应对备用成本；根据所述第一不确定因素通过tssp方法构建第一阶段模型，根据所述第二不确定因素通过tssp方法构建第二阶段模型，所述第一阶段模型用于模拟所述虚拟电厂的收益随所述第一不确定因素的变化趋势，所述第二阶段模型用于模拟所述虚拟电厂在不同所述事件对应的风险场景下的收益随所述第二不确定因素的变化趋势；根据所述第一阶段模型、所述第二阶段模型以及条件风险价值构建调度模拟模型，所述调度模拟模型用于模拟所述虚拟电厂在不同调度策略下的总收益，所述不同所述调度策略至少包括对所述第一不确定因素和所述第二不确定因素的调节；构建第一约束组、第二约束组和第三约束组，所述第一约束组包括所述第一阶段模型的约束条件，所述第一约束组包括所述虚拟电厂的节点功率平衡约束、dr提供商的用户需求响应约束、所述dr提供商的上/下备用约束和主电网电力交换与备用服务约束，所述第二约束组包括所述第二阶段模型的约束条件，所述第二约束组包括所述虚拟电厂的节点功率平衡约束、所述事件的风险度量约束和需求侧备用服务部署约束，所述第三约束组用于对所述第一阶段模型与所述第二阶段模型之间的变量影响关系进行约束；在所述第一约束组、所述第二约束组和所述第三约束组限制下，以所述总收益最大为目标函数对所述调度模拟模型进行求解，得到目标调度参数，根据所述目标调度参数控制所述虚拟电厂运行。
3、可选地，根据所述第一不确定因素通过tssp方法构建第一阶段模型，包括：根据所述第一不确定因素确定第一电能、第二电能、第一单价、第三电能、第二单价、第一成本、第二成本、第三成本、第一变量、第二变量、第四成本、第一功率、第一容量、第一系数、第一备用、第二备用、第三单价、第四单价、第三备用、第四备用、第五单价、第六单价、第二容量、第三容量、第七单价、第八单价、第四容量、第五容量、第九单价和第十单价，所述第一电能为所述虚拟电厂经所述主电网售出的电能，所述第二电能为所述虚拟电厂经所述主电网购入的电能，所述第一单价为日前所述da市场价格，所述第三电能为用户需求响应的用电量，所述第二单价为所述虚拟电厂对用户需求响应的所述rt市场价格，所述第一成本为dg机组的运行成本，所述第二成本为所述dg机组的启动成本，所述第三成本为所述dg机组的关闭成本，所述第一变量和所述第二变量为所述dg机组的启/停状态的二元变量，所述第四成本为储能bess的运行成本，所述第一功率为所述储能bess的运行功率，所述第一容量为所述储能bess的容量，所述第一系数为所述储能bess的放电漏损系数，所述第一备用和所述第二备用分别为所述dg机组提供的上/下备用，所述第三单价和所述第四单价分别为所述dg机组提供的上/下备用服务的价格，所述第三备用和所述第四备用分别为需求响应提供的上/下备用，所述第五单价和所述第六单价分别为所述需求响应提供的上/下备用服务的价格，所述第二容量和所述第三容量分别为从市场购买用于上/下备用的容量，所述第七单价和所述第八单价分别为从市场购买用于上/下备用的所述容量的价格，所述第四容量和所述第五容量分别为向市场出售上/下备用的容量，所述第九单价和所述第十单价分别为向市场出售上/下备用的所述容量的价格；根据所述第一电能、所述第二电能和所述第一单价构建第一目标公式，根据所述第三电能和所述第二单价构建第二目标公式，根据所述第一成本、所述第二成本、所述第三成本、所述第一变量和所述第二变量构建第三目标公式，根据所述第四成本、所述第一功率、所述第一容量和所述第一系数构建第四目标公式，根据所述第一备用、所述第二备用、所述第三单价和所述第四单价构建第五目标公式，根据所述第三备用、所述第四备用、所述第五单价和所述第六单价构建第六目标公式，根据所述第二容量、所述第三容量、所述第七单价和所述第八单价构建第七目标公式，根据所述第四容量、所述第五容量、所述第九单价和所述第十单价构建第八目标公式，联立所述第一目标公式、所述第二目标公式、所述第三目标公式、所述第四目标公式、所述第五目标公式、所述第六目标公式、所述第七目标公式和所述第八目标公式得到所述第一阶段模型，所述第一目标公式用于模拟第一目标收入随所述第一电能、所述第二电能和所述第一单价的变化趋势，所述第一目标收入为所述虚拟电厂与所述主电网之间能源交易的收入，所述第二目标公式用于模拟第二目标收入随所述第三电能和所述第二单价的变化趋势，所述第二目标收入为所述虚拟电厂向客户销售能源的收入，所述第三目标公式用于模拟第一目标支出随所述第一成本、所述第二成本、所述第三成本、所述第一变量和所述第二变量的变化趋势，所述第一目标支出为所述虚拟电厂中所述dg机组的总成本，所述第四目标公式用于模拟第二目标支出随所述第四成本、所述第一功率、所述第一容量和所述第一系数的变化趋势，所述第二目标支出为所述储能bess的总成本，所述第五目标公式用于模拟第三目标支出随所述第一备用、所述第二备用、所述第三单价和所述第四单价的变化趋势，所述第三目标支出为发电侧的备用成本，所述第六目标公式用于模拟第四目标支出随所述第三备用、所述第四备用、所述第五单价、所述第六单价的变化趋势，所述第四目标支出为需求侧的备用成本，所述第七目标公式用于模拟第五目标支出随所述第二容量、所述第三容量、所述第七单价和所述第八单价的变化趋势，所述第五目标支出为所述主电网提供备用的备用成本，所述第八目标公式用于模拟第三目标收入随所述第四容量、所述第五容量、所述第九单价和所述第十单价的变化趋势，所述第三目标收入为所述主电网提供备用的备用收入。
4、可选地，根据所述第一电能、所述第二电能和所述第一单价构建第一目标公式，根据所述第三电能和所述第二单价构建第二目标公式，根据所述第一成本、所述第二成本、所述第三成本、所述第一变量和所述第二变量构建第三目标公式，根据所述第四成本、所述第一功率、所述第一容量和所述第一系数构建第四目标公式，根据所述第一备用、所述第二备用、所述第三单价和所述第四单价构建第五目标公式，根据所述第三备用、所述第四备用、所述第五单价和所述第六单价构建第六目标公式，根据所述第二容量、所述第三容量、所述第七单价和所述第八单价构建第七目标公式，根据所述第四容量、所述第五容量、所述第九单价和所述第十单价构建第八目标公式，联立所述第一目标公式、所述第二目标公式、所述第三目标公式、所述第四目标公式、所述第五目标公式、所述第六目标公式、所述第七目标公式和所述第八目标公式得到所述第一阶段模型，包括：根据所述第一电能、所述第二电能和所述第一单价构建所述第一目标公式：其中，c1为所述第一目标收入，为所述第一电能，为所述第二电能，为所述第一单价。根据所述第三电能和所述第二单价构建所述第二目标公式：其中，c2为所述第二目标收入，为所述第三电能，为所述第二单价，nj为用户数量；根据所述第一成本、所述第二成本、所述第三成本、所述第一变量和所述第二变量构建所述第三目标公式：其中，c3为所述第一目标支出，为所述第一成本，ng为所述dg机组的数量，sucg,t为所述第二成本，sdcg,t为所述第三成本，yg,t为所述第一变量，zg,t为所述第二变量；根据所述第四成本、所述第一功率、所述第一容量和所述第一系数构建所述第四目标公式：其中，c4为所述第二目标支出，为所述第四成本，为所述第一功率，为所述第一容量，nk为所述储能bess的数量，所述为所述第一系数；根据所述第一备用、所述第二备用、所述第三单价和所述第四单价构建所述第五目标公式：其中，c5为所述第三目标支出，为所述第一备用，为所述第二备用，为所述第三单价，为所述第四单价；根据所述第三备用、所述第四备用、所述第五单价和所述第六单价构建所述第六目标公式：其中，c6为所述第四目标支出，为所述第三备用，为所述第四备用，为所述第五单价，为所述第六单价；根据所述第二容量、所述第三容量、所述第七单价和所述第八单价构建所述第七目标公式：其中，c7为所述第五目标支出，为所述第二容量，为所述第三容量，为所述第七单价，为所述第八单价；根据所述第四容量、所述第五容量、所述第九单价和所述第十单价构建所述第八目标公式：其中，c8为所述第三目标收入，为所述第四容量，为所述第五容量，为所述第九单价，为所述第十单价；联立所述第一目标公式、所述第二目标公式、所述第三目标公式、所述第四目标公式、所述第五目标公式、所述第六目标公式、所述第七目标公式和所述第八目标公式得到所述第一阶段模型：其中，所述虚拟电厂的收益。
5、可选地，根据所述第二不确定因素通过tssp方法构建第二阶段模型，包括：根据所述第二不确定因素确定第一差值、第二差值、第一价格调整、第二价格调整、第十一单价、第五备用、第六备用、第十二单价、第七备用、第八备用、第二功率和第五成本，所述第一差值为通过所述tssp方法确定所述虚拟电厂向所述主电网售出的电能差值，所述第二差值为通过所述tssp方法确定所述虚拟电厂从所述主电网购入的电能差值，所述第一价格调整和所述第二价格调整为上/下调节所述da市场价格，所述第十一单价为部署所述dg机组的备用的价格，所述第五备用和所述第六备用为通过所述tssp方法确定所述dg机组的部署的上/下备用，所述第十二单价为部署dr备用的所述rt市场价格，所述第七备用和所述第八备用为用户需求的上/下备用，所述第二功率为用户甩负荷的功率，所述第五成本为所述虚拟电厂的负荷损失的惩罚成本；根据所述第一差值、所述第二差值、所述第一价格调整和所述第二价格调整构建第九目标公式，根据所述第十一单价、所述第五备用和所述第六备用构建第十目标公式，根据所述第十二单价、所述第七备用和所述第八备用构建第十一目标公式，根据所述第二功率和所述第五成本构建第十二目标公式，联立所述第九目标公式、所述第十目标公式、所述第十一目标公式和所述第十二目标公式得到所述第二阶段模型，所述第九目标公式用于模拟第四目标收入随所述第一差值、所述第二差值、所述第一价格调整和所述第二价格调整的变化趋势，所述第四目标收入为所述虚拟电厂与所述主电网交换能源的收入，所述第十目标公式用于模拟第六目标支出随所述第十一单价、所述第五备用和所述第六备用的变化趋势，所述第六目标支出为发电侧部署备用的备用成本，所述第十一目标公式用于模拟第七目标支出随所述第十二单价、所述第七备用和所述第八备用的变化趋势，所述第七目标支出为需求侧部署备用的备用成本，所述第十二目标公式用于模拟第八目标支出随所述第二功率和所述第五成本的变化趋势，所述第八目标支出为所述事件造成的负荷减少的惩罚成本。
6、可选地，根据所述第一差值、所述第二差值、所述第一价格调整和所述第二价格调整构建第九目标公式，根据所述第十一单价、所述第五备用和所述第六备用构建第十目标公式，根据所述第十二单价、所述第七备用和所述第八备用构建第十一目标公式，根据所述第二功率和所述第五成本构建第十二目标公式，联立所述第九目标公式、所述第十目标公式、所述第十一目标公式和所述第十二目标公式得到所述第二阶段模型，包括：根据所述第一差值、所述第二差值、所述第一价格调整和所述第二价格调整构建所述第九目标公式：其中，c9为所述第四目标收入，ρs为场景s发生的概率，为所述第一差值，为所述第二差值，为所述第一价格调整，为所述第二价格调整；根据所述第十一单价、所述第五备用和所述第六备用构建所述第十目标公式：其中，c10为所述第六目标支出，为所述第十一单价，为所述第五备用，为所述第六备用；根据所述第十二单价、所述第七备用和所述第八备用构建所述第十一目标公式：其中，c11为所述第七目标支出，为所述第十二单价，为所述第七备用，为所述第八备用；根据所述第二功率和所述第五成本构建所述第十二目标公式：其中，c12为所述第八目标支出，为所述第二功率，vollj,t为所述第五成本；联立所述第九目标公式、所述第十目标公式、所述第十一目标公式和所述第十二目标公式得到所述第二阶段模型：其中，为所述虚拟电厂在不同所述事件对应的风险场景下的收益。
7、可选地，构建第一约束组、第二约束组和所述第三约束组，包括：构建所述第一阶段模型对应的所述虚拟电厂的节点平衡约束，得到第一目标约束：其中，为所述dg机组的输出功率，为风电的功率，为需求响应功率，p(n),t为母线功率，nb为母线数量；构建所述第一阶段模型对应的所述dr提供商的用户需求响应约束，得到第二目标约束：其中，为用户需求响应的初始值，ej,t,h为用户需求响应的波动值，为向用户所述rt市场价格的初始值；构建所述第一阶段模型对应的所述dr提供商的用户上/下备用约束，得到第三目标约束：其中，分别为用户参与上/下备用需求响应状态的二元变量，分别为需求响应的上/下爬坡速率，ts为备用交付时间；构建所述第一阶段模型对应的所述主电网电力交换约束，得到第四目标约束：其中，和为与所述主电网之间购买或出售的电能最大值，σt为交易状态的二元变量；构建所述第一阶段模型对应的所述主电网的备用服务约束，得到第五目标约束：其中，和为与所述主电网之间购买或出售的电能最小值；联立所述第一目标约束、所述第二目标约束、所述第三目标约束、所述第四目标约束和所述第五目标约束，得到所述第一约束组；构建所述第二阶段模型对应的所述虚拟电厂的节点平衡约束，得到第六目标约束：构建所述第二阶段模型对应的风险度量约束，得到第七目标约束：其中，ηs为风险价值，ξ为预设变量；构建所述第二阶段模型对应的需求侧备用的备用部署约束，得到第八目标约束：其中，为负荷最小减少量；联立所述第六目标约束、第七目标约束、第八目标约束，得到所述第二约束组；构建所述dg机组的计划输出功率以及实际发电量和部署的备用进行耦合，构建第九目标约束：将需求侧实际部署电力和部署的备用和所述调度策略进行耦合，构建第十目标约束：联立所述第九目标约束和所述第十目标约束得到所述第三约束组。
8、可选地，在以所述总收益最大为目标函数对所述调度模拟模型进行求解之前，所述方法还包括：构建所述目标函数：其中，β为风险参数，cvar满足
9、根据本技术的另一方面，提供了一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方装置，所述装置包括：获取单元，用于获取虚拟电厂的历史运行数据，所述历史运行数据至少包括第一不确定因素和第二不确定因素，所述第一不确定因素包括da市场价格、rt市场价格、设备运行成本和备用服务成本，所述第二不确定因素包括不同事件对应的风险场景下的应对备用成本；第一构建单元，用于根据所述第一不确定因素通过tssp方法构建第一阶段模型，根据所述第二不确定因素通过tssp方法构建第二阶段模型，所述第一阶段模型用于模拟所述虚拟电厂的收益随所述第一不确定因素的变化趋势，所述第二阶段模型用于模拟所述虚拟电厂在不同所述事件对应的风险场景下的收益随所述第二不确定因素的变化趋势；第二构建单元，用于根据所述第一阶段模型、所述第二阶段模型以及条件风险价值构建调度模拟模型，所述调度模拟模型用于模拟所述虚拟电厂在不同调度策略下的总收益，所述不同所述调度策略至少包括对所述第一不确定因素和所述第二不确定因素的调节；第三构建单元，用于构建第一约束组、第二约束组和第三约束组，所述第一约束组包括所述第一阶段模型的约束条件，所述第一约束组包括所述虚拟电厂的节点功率平衡约束、dr提供商的用户需求响应约束、所述dr提供商的上/下备用约束和主电网电力交换与备用服务约束，所述第二约束组包括所述第二阶段模型的约束条件，所述第二约束组包括所述虚拟电厂的节点功率平衡约束、所述事件的风险度量约束和需求侧备用服务部署约束，所述第三约束组用于对所述第一阶段模型与所述第二阶段模型之间的变量影响关系进行约束；第一计算单元，用于在所述第一约束组、所述第二约束组和所述第三约束组限制下，以所述总收益最大为目标函数对所述调度模拟模型进行求解，得到目标调度参数，根据所述目标调度参数控制所述虚拟电厂运行。
10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
11、根据本技术的又一方面，提供了一种虚拟电厂控制系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
12、应用本技术的技术方案，在上述基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方法中，首先，获取虚拟电厂的历史运行数据，上述历史运行数据至少包括第一不确定因素和第二不确定因素，上述第一不确定因素包括da市场价格、rt市场价格、设备运行成本和备用服务成本，上述第二不确定因素包括不同事件对应的风险场景下的应对备用成本；然后，根据上述第一不确定因素通过tssp方法构建第一阶段模型，根据上述第二不确定因素通过tssp方法构建第二阶段模型，上述第一阶段模型用于模拟上述虚拟电厂的收益随上述第一不确定因素的变化趋势，上述第二阶段模型用于模拟上述虚拟电厂在不同上述事件对应的风险场景下的收益随上述第二不确定因素的变化趋势；之后，根据上述第一阶段模型、上述第二阶段模型以及条件风险价值构建调度模拟模型，上述调度模拟模型用于模拟上述虚拟电厂在不同调度策略下的总收益，上述不同上述调度策略至少包括对上述第一不确定因素和上述第二不确定因素的调节；之后，构建第一约束组、第二约束组和第三约束组，上述第一约束组包括上述第一阶段模型的约束条件，上述第一约束组包括上述虚拟电厂的节点功率平衡约束、dr提供商的用户需求响应约束、上述dr提供商的上/下备用约束和主电网电力交换与备用服务约束，上述第二约束组包括上述第二阶段模型的约束条件，上述第二约束组包括上述虚拟电厂的节点功率平衡约束、上述事件的风险度量约束和需求侧备用服务部署约束，上述第三约束组用于对上述第一阶段模型与上述第二阶段模型之间的变量影响关系进行约束；最后，在上述第一约束组、上述第二约束组和上述第三约束组限制下，以上述总收益最大为目标函数对上述调度模拟模型进行求解，得到目标调度参数，根据上述目标调度参数控制上述虚拟电厂运行。本技术在考虑需求方资源参与备用供应的情况下，建立第一阶段模型模拟虚拟电厂在正常运行情况下的虚拟电厂的调控与收益的变化趋势，进而构建第二阶段模型模拟虚拟电厂在各种风险规避行为下的电厂调控与收益的变化趋势，进而确定模型各自对应的约束以及第一阶段模型和第二阶段模型之间的约束，得到整体优化模型，对模型进行求解，即可得到调控方案，解决了现有技术中缺乏考虑市场价格、再生资源客户以及意外事件的不确定性的综合决策方法的问题。
1.一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一不确定因素通过tssp方法构建第一阶段模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一电能、所述第二电能和所述第一单价构建第一目标公式，根据所述第三电能和所述第二单价构建第二目标公式，根据所述第一成本、所述第二成本、所述第三成本、所述第一变量和所述第二变量构建第三目标公式，根据所述第四成本、所述第一功率、所述第一容量和所述第一系数构建第四目标公式，根据所述第一备用、所述第二备用、所述第三单价和所述第四单价构建第五目标公式，根据所述第三备用、所述第四备用、所述第五单价和所述第六单价构建第六目标公式，根据所述第二容量、所述第三容量、所述第七单价和所述第八单价构建第七目标公式，根据所述第四容量、所述第五容量、所述第九单价和所述第十单价构建第八目标公式，联立所述第一目标公式、所述第二目标公式、所述第三目标公式、所述第四目标公式、所述第五目标公式、所述第六目标公式、所述第七目标公式和所述第八目标公式得到所述第一阶段模型，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第二不确定因素通过tssp方法构建第二阶段模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一差值、所述第二差值、所述第一价格调整和所述第二价格调整构建第九目标公式，根据所述第十一单价、所述第五备用和所述第六备用构建第十目标公式，根据所述第十二单价、所述第七备用和所述第八备用构建第十一目标公式，根据所述第二功率和所述第五成本构建第十二目标公式，联立所述第九目标公式、所述第十目标公式、所述第十一目标公式和所述第十二目标公式得到所述第二阶段模型，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构建第一约束组、第二约束组和所述第三约束组，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以所述总收益最大为目标函数对所述调度模拟模型进行求解之前，所述方法还包括：
8.一种基于tssp和cvar的虚拟电厂的调度优化方装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种虚拟电厂控制系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
