(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 202111672047.9 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200000 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区源深路1 122号 申请人 华北电力大 学 (72)发明人 余涛　王伟　陈春逸　黄宇鹏　 加鹤萍　韩雅萱　刘敦楠　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 王雨晴 (51)Int.Cl. G06Q 30/08(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 40/04(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层 竞价系统及方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑虚拟电厂对现货市场 结算影响的双层竞价系统及方法， 包括： 身份认 证模块、 信息录入模块、 数据库模块、 数据处理模 块、 场景生成模块、 内部优化模块、 外部优化模 块、 结果校验模块和结果输出模块。 本发明能够 解决目前电力现货市场结算较少考虑虚拟电厂 参与所带来的影 响， 导致结算价格准确性不足的 问题。 权利要求书5页 说明书14页 附图4页 CN 114708071 A 2022.07.05 CN 114708071 A 1.一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统， 其特征在于： 包括： 身份认 证模块、 信息录入模块、 数据库模块、 数据处理模块、 场景生成模块、 内部优化模块、 外部优 化模块、 结果校验 模块和结果输出模块； 所述身份认证模块： 用于认证虚拟电厂聚合商身份， 确定登录系统， 并输入虚拟电厂聚 合设备信息； 所述身份认证模块的输出端与信 息录入模块相连接， 用于根据虚拟电厂所选择的市场 类型和申报模式， 录入电价、 电量及对应的时间信息； 所述数据库模块的输出端与信息录入模块相连， 在数据库中随机抽取历史数据， 输出 至信息录入模块； 所述信息录入模块的输出端通过数据处理模块， 用于将录入电价、 电量及对应的时间 信息和在数据库中随机抽取历史数据进行 预处理， 得到量纲一 致的数据； 所述数据处理模块的输出端与场景生成模块相连接， 用于将预处理后数据库中随机抽 取历史数据， 进行拉丁超立方抽样， 生成场景集后进行场景缩 减， 生成经典场景； 所述场景生成模块的输出端与内部优化模块相连接， 该内部优化模块用于基于经典场 景， 对虚拟电厂内部资源协调优化， 实现虚拟电厂内部成本最小， 生成多种竞 价方法； 所述内部优化模块的输出端与信 息录入模块相连接， 将生成的竞价方法和虚拟电厂聚 合设备的内部电力调度情况重新输入到信息 录入模块和数据处 理模块， 进行 数据降噪； 所述数据处理模块和场景生成模块的输出端分别与外部优化模块相连接， 该外部调度 模块的输出端与结果校验模块相连接， 该外部优化模块用于基于经典场景集， 并充分考虑 虚拟电厂与市场及市场其他主体的互动， 模拟日前联合市场各主体竞价情况， 输出各主体 在日前能量市场中标情况、 日前调频辅助服 务市场里程中标情况输出至结果校验 模块； 所述结果校验模块的输出端与结果输出模块相连接， 得到最终的虚拟电厂在各市场的 中标电量、 出力和效益情况。 2.一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤1、 采集虚拟电厂数据、 电力市场历史 交易数据和竞争对手竞 价数据进行 预处理； 步骤2、 基于步骤1所采集的竞争对手边际成本和市场价格曲线， 生成场景集和经典场 景； 步骤3、 基于经典场景， 构建虚拟电厂聚合内部主体优化调度模型， 生成多种竞 价方法； 步骤4、 构建外 部优化模型中的上层模型， 即虚拟电厂参与电力现货市场竞 价模型； 步骤5、 构建外部优化模型中的下层模型， 即日前能量市场与日前调频市场联合出清模 型， 计算所有电价预测场景的概 率加权平均值和日前市场出清价格； 步骤6、 将步骤4和步骤5的上下层模型结合进行优化， 计算不同方法下虚拟电厂总效 益。 3.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法， 其特征在于： 所述 步骤1的具体方法为： 采集包括： 风电机组、 光伏机组的发电数据， 可调节负荷的用电数据， 电动汽车的充放 电行为规律、 电池性能以及分时电价数据， 并对数据进行 预处理。 4.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114708071 A 2其特征在于： 所述 步骤2的具体方法为： 首先根据竞争对手边际成本和市场 价格曲线， 通过拉丁超立方抽 样方法生成典型竞争 对手报价场景集， 再基于场景缩 减技术选取典型竞争对手报价的典型场景。 5.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法， 其特征在于： 所述 步骤3的具体步骤 包括： (1)构建虚拟电厂 整体对外购售电功率平衡函数： 在t时刻， 虚拟电厂整体对电网输电功率为PtVPP,gr， 其中风电机组、 光伏机组、 包括电动 汽车在内的储能设施向电网输电功率分别为 可调负荷参与调节电 量为 反之， 在t时刻， 电网对虚拟电厂输电功率为Ptgr,VPP， 其中对储能设施、 负荷的输 电功率为 (2)以虚拟电厂成本最小为目标， 生成多种竞价方法， 建立虚拟电厂内部协调优化调度 目标函数： 式中， PtVPP为t时刻虚拟电厂在电网的购售电功率， 由模型运行得出， 购电时为正， 售电 时为负； 为t时刻储能设施充放电功率， Ptabd为t时刻弃风弃光功率， 二者由历史数据拟 合出普遍情况下的曲线； t时刻的购售电价格、 储能设施充放电成本、 负荷调节成本、 弃风弃 光成本分别为 由市场调查和具体聚合主体情况设定； (3)分析虚拟电厂内部各类主体特 征， 确定约束条件： ①风电、 光伏机组出力约束 式中， 风电和光伏机组在t时刻的发电功率 和 取值都在机组发电有功功率上下 限之间， 所发功率包括分配给电网的 和 输送到内部负荷的功率 和 输送到储能机组的功率 和 功率分配由模型运行 得出； ②电动汽车 出力约束： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114708071 A 3