虚拟电厂源荷互动协调优化方法研究
虚拟电厂源荷互动协调优化方法研究
摘要：虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）通过聚合分布式光伏、储能、电动汽车充电桩及可调负荷等分散资源，实现源荷双侧协同优化，是提升电力系统灵活性的重要技术手段。本文针对规模化分布式资源呈现的分散性、随机性和逐利性特征，首先分析适应多形态分布式资源的虚拟电厂云边协同软硬件架构；其次，深入剖析各类灵活资源的调控特性和数学模型，建立包含分布式光伏、储能系统、电动汽车集群和可调负荷在内的资源聚合模型；在此基础上，构建考虑电网调峰调频多场景需求的虚拟电厂源荷互动协调优化模型，以虚拟电厂运行总成本最小化为目标，综合考虑功率平衡、储能SOC、电动汽车充放电需求及可调负荷调节意愿等多重约束条件；最后，基于Python语言和PuLP优化求解器开发了协调优化程序及可视化界面，通过典型算例验证了所提方法的有效性。算例结果表明，本文方法能够充分利用各类型资源的调节能力，在电网调峰需求场景下实现峰谷差降低约24.6%，在调频需求场景下实现快速响应。
关键词：虚拟电厂；源荷互动；协调优化；云边协同；混合整数线性规划
1 引言
随着“双碳”战略的深入推进，我国能源结构加速向新能源主导转型。风电、光伏等可再生能源装机的快速增长，以及终端用能电气化水平的持续提升，使得电力系统的供需双侧不确定性显著增强，系统灵活调节能力不足的问题日益突出。与此同时，分散式储能、私人充电桩、暖通负荷等种类多样、形式泛在的灵活性资源规模与日俱增。这些资源虽然单点容量小，但由于数量庞大，蕴含着巨大的调节潜力，具备提高电力系统柔性、参与电力系统调度和实现从“源随荷