(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210855648.1 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东 新区自由贸易试 验区源深路1 122号 申请人 华东电力试验研究院有限公司 　 上海电力大 学 (72)发明人 杜洋　郭灵瑜　杨心刚　熊祥鸿　 曹博源　杨忠光　梁伟朋　童贤靓　 符杨　葛晓琳　余捷　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 杨宏泰 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚 合方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑碳交易与联盟博弈的 虚拟电厂聚合方法， 该方法包括以下步骤： 1)根 据虚拟电厂的实际碳排放量与对碳价的期望， 以 虚拟电厂对阶梯碳排放量的用户不满意度最小 为目标， 对阶梯式碳价进行区间优化； 2)综合考 虑功率流动与碳交易， 建立虚拟电厂的效用函 数， 并结合联盟博弈与区间优化后的阶梯式碳价 进一步构建虚拟电厂聚合模型； 3)采用不确定区 间鲁棒优化处理可再生能源的不确定性； 4)采用 基于合并 ‑分裂规则的博弈算法求解虚拟电厂聚 合模型， 完成虚拟电厂聚合。 与现有技术相比， 本 发明具有节能减排、 调度灵活、 综合效益高等优 点。 权利要求书5页 说明书14页 附图3页 CN 115187099 A 2022.10.14 CN 115187099 A 1.一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在于， 该方法包括以下步 骤： 1)根据虚拟电厂的实际碳排放量与对碳价的期望， 以虚拟电厂对阶梯碳排放量的用户 不满意度最小为目标， 对阶梯式碳 价进行区间优化； 2)综合考虑功率流动与碳交易， 建立虚拟电厂的效用函数， 并结合联盟博弈与区间优 化后的阶梯式碳 价进一步构建虚拟电厂聚合模型； 3)采用不确定区间鲁棒优化处 理可再生能源的不确定性； 4)采用基于合并 ‑分裂规则的博 弈算法求 解虚拟电厂聚合模型， 完成虚拟电厂聚合。 2.根据权利要求1所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 所述的步骤1)中， 考虑各虚拟电厂的实际碳排放量以及 对碳价期 望的不同， 在阶梯式碳 价的基础上对碳 价分档区间进行优化。 3.根据权利要求2所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 所述的步骤1)中， 将碳排放量分为(0,E1)， (E1,E2)， (E2,E3) ……多个阶梯， 每个阶梯内 的虚拟电厂碳排放量分别为e1， e2， e3 ……， 最小化虚拟电厂对阶梯碳排放量的用户不满意 度， 则有： 其中， e为虚拟电厂碳排放量， F(e)为碳排放量为e的虚拟电厂数， n为阶梯碳价阶梯总 数， Z为用户不满意度， Eu、 Eu+1表示第u个碳排放量阶梯的下上限， ξ为膨胀系数函数， 表示当 虚拟电厂的碳排放量偏 离阶梯分档碳排放值时用户不满意度的膨胀状况， 且0<ξ<1、 ξ>1和 ξ ＝1分别表示用户不满意度减速上升、 加速上升和直线上升 。 4.根据权利要求3所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 令 ξ ＝1， 则简化后的目标为： 其中， euv为第v个虚拟电厂在第u阶梯的碳排放量， w1、 wn分别表示在第1阶梯和第n阶梯 的虚拟电厂数。 5.根据权利要求4所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 所述的步骤1)中， 区间优化后得到阶梯碳排放量， 并确定阶梯碳价的分档区间， 在虚拟权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115187099 A 2电厂的聚合过程中， 聚合为同一联盟的各虚拟电厂能够优先在联盟内部进行碳配额的交 互， 再与主网进行交 互。 6.根据权利要求2所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 所述的步骤2)中， 考虑联盟之 间的博弈与碳交易， 以虚拟电厂群总成本最小为目标函数 构建虚拟电厂聚合模型， 则有： 其中， φi为虚拟电厂i的总成本， 为发电成本， 为碳交易成本， 为功率交互成 本， 为违约成本， CVPP为虚拟电厂的运行成本， 为可再生能源m在在t时段的出力， 为可再生能源m在t时段的出力， ρd为燃气轮机的单位发电成本， ρm为可再生能源的单位 发电成本， ρq为可中断负荷的单位发电成本， ρh为储能的单位发电成本， 为可中断负荷q 在t时段的实际出力， ρmil为单位交互成本， Pi,j,t为虚拟电厂i在t时段与同一联盟内虚拟电 厂j交互的功率， 正值表示功率从虚拟电厂j流向虚拟电厂i， D为燃气轮机数量， M为可再生 能源数量， H为储能数量， Q为可中断负荷数量， T为时段总数， N为虚拟电厂总数， 为燃气 轮机d在t时段的出力， 为分别储能h在 t时段的放电、 充电功率， Hi、 Qi分别为虚 拟电厂i中储能与可中断负荷的数量， Di、 Mi分别为虚拟电厂i中燃气轮机的与可再生能源的 数量， xi,j为虚拟电厂i与虚拟电厂j之间的距离， ΔPi,t为虚拟电厂i在t时段的违约电量， ρvio为单位违约成本 。 7.根据权利要求6所述的一种考虑碳交易与联盟博弈的虚拟电厂聚合方法， 其特征在 于， 所述的步骤2)中， 虚拟电厂聚合模型的约束条件 包括： A、 功率平衡约束：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115187099 A 3