考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略

汪岩佳; 王宇川; 王西田; 解大

doi:10.7500/AEPS20250205001

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考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略

规模化灵活资源虚拟电厂 | 更新时间：2026-02-28

- 考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略
- Optimal Scheduling Strategy Considering Linkage Uncertainty of Distributed Resources in Virtual Power Plant
- 电力系统自动化 2025年49卷第20期页码：103-112
- 作者机构：
  
  上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海市 200240
- 作者简介：
  
  汪岩佳(1996—)，男，博士研究生，主要研究方向：能源政策、电力系统分析与控制。E-mail：wangyanjia1996@126.com
  王宇川(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统优化运行。E-mail：yc_wang@sjtu.edu.cn
  王西田(1973—)，男，博士，副教授，主要研究方向：电力系统仿真与控制。E-mail：x.t.wang@sjtu.edu.cn
  解大(1969—)，男，通信作者，博士，教授，主要研究方向：新能源并网技术、综合能源系统优化运行。E-mail：xieda@sjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目：“规模化灵活资源虚拟电厂聚合互动调控关键技术”(2021YFB2401200)
- DOI：10.7500/AEPS20250205001
  中图分类号：
- 收稿：2025-02-05，
  
  修回：2025-03-18，
  
  网络首发：2025-05-29，
  
  纸质出版：2025-10-25
- 稿件说明：
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汪岩佳,王宇川,王西田等.考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略[J].电力系统自动化,2025,49(20):103-112.

WANG Yanjia,WANG Yuchuan,WANG Xitian,et al.Optimal Scheduling Strategy Considering Linkage Uncertainty of Distributed Resources in Virtual Power Plant[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(20):103-112.
汪岩佳,王宇川,王西田等.考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略[J].电力系统自动化,2025,49(20):103-112. DOI： 10.7500/AEPS20250205001.

WANG Yanjia,WANG Yuchuan,WANG Xitian,et al.Optimal Scheduling Strategy Considering Linkage Uncertainty of Distributed Resources in Virtual Power Plant[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(20):103-112. DOI： 10.7500/AEPS20250205001.

摘要

虚拟电厂中分布式资源之间的联动不确定性使得虚拟电厂响应电网调度的准确性面临巨大挑战。为此，提出一种考虑虚拟电厂分布式资源联动不确定性的优化调度策略，旨在提高虚拟电厂调度的经济性和响应的准确性。首先，通过季节性趋势分解和交叉相关性分析，刻画了分布式资源功率变化的联动不确定性，并构建了联动矩阵。其次，提出了一种综合评估方法。该方法综合考虑经济性和联动不确定性，优化了分布式资源在响应调度后的恢复过程，以最小化调度的经济费用。然后，提出了一种基于高斯Copula函数的动态调度策略，通过建立资源间的相关性模型来动态调整资源的调度过程，提升调度的准确性和经济性。最后，利用中国深圳市247个充电站的实际数据进行仿真验证。仿真结果表明，相比于现有方法，所提分布式资源调度策略能够降低10.09%的费用。

Abstract

The linkage uncertainty among distributed resources in a virtual power plant (VPP) poses significant challenges to the accuracy of the response of the VPP to power grid scheduling. To address this issue

this paper proposes an optimal scheduling strategy considering the linkage uncertainty of distributed resources in a VPP

aiming to enhance the economic efficiency of VPP scheduling and the accuracy of response. Firstly

this paper portrays the linkage uncertainty of distributed resource power variations through seasonal trend decomposition and cross-correlation analysis

and constructs a linkage matrix. Secondly

a comprehensive assessment method is proposed. This method optimizes the recovery process of distributed resources after responding to scheduling to minimize the economic cost of scheduling

which holistically considers the economics and linkage uncertainty. Then

a dynamic scheduling strategy based on the Gaussian Copula function is introduced. By establishing a correlation model among resources

this strategy dynamically adjusts the scheduling process to improve both accuracy and economic efficiency. Finally

the real data from 247 charging stations in Shenzhen

China

are used for simulation validation. Simulation results demonstrate that

compared with existing methods

the proposed scheduling strategy of distributed resources can reduce the costs by 10.09%.

关键词

Keywords

references

康重庆，陈启鑫，苏剑，等 . 新型电力系统规模化灵活资源虚拟电厂科学问题与研究框架［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

KANG Chongqing ， CHEN Qixin ， SU Jian ， et al . Scientific problems and research framework of virtual power plant with enormous flexible distributed energy resources in new power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

陈启鑫，高洪超，冯成，等 . 虚拟电厂动态构建与可信量化：理论分析与关键技术［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 26 - 36 .

CHEN Qixin ， GAO Hongchao ， FENG Cheng ， et al . Dynamic construction and trustworthy quantification of virtual power plant： theoretical analysis and key technologies ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 26 - 36 .

潘明杰，解大，王西田 . 计及分布式资源调节特性差异的虚拟电厂响应策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 108 - 117 .

PAN Mingjie ， XIE Da ， WANG Xitian . Response strategy for virtual power plant considering difference in regulation characteristics of distributed energy resources ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 108 - 117 .

左娟，艾芊，王帝，等 . 面向虚拟电厂的电力调峰市场隐私保护交易策略［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 149 - 157 .

ZUO Juan ， AI Qian ， WANG Di ， et al . Privacy preservation trading strategy for power peak-shaving market with participation of virtual power plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 149 - 157 .

WANG Y J ， XU C ， XIE D ， et al . A novel scheduling strategy for virtual power plant based on power market dynamic triggers ［J］. Applied Energy ， 2023 ， 350 ： 121758 .

高洪超，李楚一，王冠雄，等 . 聚合规模化5G基站的虚拟电厂动态构建与响应实证［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 47 - 55 .

GAO Hongchao ， LI Chuyi ， WANG Guanxiong ， et al . Dynamic construction and response demonstration of virtual power plant with aggregated large-scale 5G base stations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 47 - 55 .

高洪超，陈启鑫，金泰，等 . 考虑虚拟电厂灵活调节特性的现货市场出清模型及灵活性溢价评估方法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 1 ）： 194 - 207 .

GAO Hongchao ， CHEN Qixin ， JIN Tai ， et al . Spot market clearing model and flexible premium evaluation method considering flexible regulation of virtual power plant ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 1 ）： 194 - 207 .

王文悦，刘海涛，季宇 . 虚拟电厂可调空间统一建模及其参与调峰市场的优化运行策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 74 - 82 .

WANG Wenyue ， LIU Haitao ， JI Yu . Unified modeling for adjustable space of virtual power plant and its optimal operation strategy for participating in peak-shaving market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 74 - 82 .

高洪超，陈启鑫，雷振，等 . 考虑事件数据的产消者负荷预测方法及极端误差抑制策略［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 13 ）： 47 - 55 .

GAO Hongchao ， CHEN Qixin ， LEI Zhen ， et al . Load forecasting method and extreme error suppression strategy for prosumers considering event data ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 13 ）： 47 - 55 .

周玮，蓝嘉豪，麦瑞坤，等 . 无线充电电动汽车V2G模式下光储直流微电网能量管理策略［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 1 ）： 82 - 91 .

ZHOU Wei ， LAN Jiahao ， MAI Ruikun ， et al . Research on power management strategy of DC microgrid with photovoltaic， energy storage and EV-wireless power transfer in V2G mode ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 1 ）： 82 - 91 .

WANG Y J ， XIE D ， LI Z Y ， et al . Characterization of the adjustable capability of virtual power plants considering the dynamic aggregation of electric vehicles ［C］// IEEE Transportation Electrification Conference and Expo ， Asia-Pacific （ITEC Asia-Pacific）， October 10-13 ， 2024 ， Xi’an， China .

徐箭，雷熙淳，廖思阳，等 . 配电网多馈线负荷协同的直控型虚拟电厂自动功率控制［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 24 ）： 22 - 32 .

XU Jian ， LEI Xichun ， LIAO Siyang ， et al . Automatic power control of direct-controlled virtual power plant based on multi-feeder load coordination in distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 24 ）： 22 - 32 .

WANG Y ， AI X ， TAN Z F ， et al . Interactive dispatch modes and bidding strategy of multiple virtual power plants based on demand response and game theory ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 1 ）： 510 - 519 .

WU H B ， LIU X ， YE B ， et al . Optimal dispatch and bidding strategy of a virtual power plant based on a Stackelberg game ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2020 ， 14 （ 4 ）： 552 - 563 .

CHANG W G ， DONG W ， WANG Y B ， et al . Two-stage coordinated operation framework for virtual power plant with aggregated multi-stakeholder microgrids in a deregulated electricity market ［J］. Renewable Energy ， 2022 ， 199 ： 943 - 956 .

BAO P ， XU Q S ， YANG Y B ， et al . Cooperative game-based solution for power system dynamic economic dispatch considering uncertainties： a case study of large-scale 5G base stations as virtual power plant ［J］. Applied Energy ， 2024 ， 368 ： 123463 .

NAVAL N ， SÁNCHEZ R ， YUSTA J M . A virtual power plant optimal dispatch model with large and small-scale distributed renewable generation ［J］. Renewable Energy ， 2020 ， 151 ： 57 - 69 .

宋梦，经昕怡，蔡昀峰，等 . 基于产消者能量-备用联合共享的虚拟电厂优化运营方法［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 3 - 13 .

SONG Meng ， JING Xinyi ， CAI Yunfeng ， et al . Optimal operation method for virtual power plant based on joint sharing of energy and reserve of prosumers ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 3 - 13 .

漆淘懿，惠红勋，叶承晋，等 . 建筑虚拟电厂参与需求响应市场的报量报价机制设计［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 14 - 24 .

QI Taoyi ， HUI Hongxun ， YE Chengjin ， et al . Bidding mechanism design for building virtual power plant to participate in demand response markets ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 14 - 24 .

CHEN G ， LI J Y . A fully distributed ADMM-based dispatch approach for virtual power plant problems ［J］. Applied Mathematical Modelling ， 2018 ， 58 ： 300 - 312 .

DONG L X ， FAN S ， WANG Z H ， et al . An adaptive decentralized economic dispatch method for virtual power plant ［J］. Applied Energy ， 2021 ， 300 ： 117347 .

ALAM K S ， KAIF A M A D ， DAS S K . A blockchain-based optimal peer-to-peer energy trading framework for decentralized energy management within a virtual power plant： lab scale studies and large scale proposal ［J］. Applied Energy ， 2024 ， 365 ： 123243 .

ZHU J Q ， DUAN P ， LIU M B ， et al . Bi-level real-time economic dispatch of VPP considering uncertainty ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 15282 - 15291 .

乐健，廖小兵，章琰天，等 . 电力系统分布式模型预测控制方法综述与展望［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 23 ）： 179 - 191 .

LE Jian ， LIAO Xiaobing ， ZHANG Yantian ， et al . Review and prospect on distributed model predictive control method for power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 23 ）： 179 - 191 .

蔡菲，严正，赵静波，等 . 基于Copula理论的风电场间风速及输出功率相依结构建模［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 17 ）： 9 - 16 .

CAI Fei ， YAN Zheng ， ZHAO Jingbo ， et al . Dependence structure models for wind speed and wind power among different wind farms based on Copula theory ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 17 ）： 9 - 16 .

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