文章解读与仿真程序复现思路——电网技术EI\CSCD\北大核心《基于竞价空间预测的虚拟电厂日前竞价策略》
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这篇论文的核心内容是关于虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）在电力市场中的日前竞价策略。具体内容可以概括为以下几点：
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研究背景：在实现“双碳”目标的背景下，虚拟电厂作为管理电动汽车、可再生能源和储能系统的有效方式，在电力现货市场中扮演着重要角色。
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虚拟电厂竞价空间：虚拟电厂内部聚合资源的运行特性决定了其竞价空间，这是影响其报价策略的重要因素。
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竞价空间预测方法：论文提出了一种基于高斯过程回归（Gaussian process regression）的竞价空间预测方法。该方法通过将虚拟电厂竞价空间的时间序列扩展到相空间来挖掘历史数据中的隐含信息，并使用高斯过程回归进行预测。
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日前竞价策略：在预测竞价空间的基础上，论文提出了基于节点边际电价机制的虚拟电厂日前竞价策略和市场优化出清模型。
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仿真验证：通过RBTS 38节点配电系统的仿真验证，结果表明所提出的基于相空间重构的高斯过程能够提高竞价空间预测的准确性，减少竞价电量与出清电量的偏差，从而提高虚拟电厂的收益。
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关键词：虚拟电厂、竞价空间、高斯过程、竞价策略。
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模型与算法：文中详细描述了VPP竞价空间模型的构建，包括电动汽车集群（EVC）的可调度空间、储能可调度空间以及VPP竞价空间的定义和约束。同时，论文提出了基于高斯过程回归的预测方法，并对模型中的超参数进行了优化。
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市场竞价模型：论文建立了双层竞价模型，上层模型优化VPP的竞价策略以最小化成本，下层模型模拟市场出清过程，确保电力市场的均衡和效率。
论文的这些核心内容为虚拟电厂在电力市场中的有效参与提供了理论基础和实践指导。
要复现论文中的仿真，我们需要按照以下步骤进行：
1. 数据准备
- 收集电动汽车充放电数据、光伏发电出力数据以及储能系统的充放电数据。
- 确定数据的时间序列长度，例如96个时段，每个时段15分钟。
2. 参数设置
- 设置电动汽车、光伏和储能系统的容量参数。
- 确定高斯过程回归（GPR）模型的超参数。
3. 相空间重构
- 对电动汽车可调度空间和光伏出力波动特性的时间序列数据进行相空间重构。
- 计算延迟时间τ和嵌入维数m。
4. 竞价空间预测
- 使用GPR模型对重构后的相空间数据进行训练。
- 预测VPP的竞价空间。
5. 构建日前竞价模型
- 根据预测的竞价空间，构建VPP的日前竞价策略。
- 考虑市场供需关系，优化VPP的报价策略。
6. 市场出清模拟
- 模拟市场出清过程，确定各VPP的成交电量和电价。
7. 仿真验证
- 在RBTS 38节点配电系统上进行仿真验证。
- 比较预测结果与实际运行数据，评估模型的有效性。
以下是使用伪代码表示的程序逻辑：
# 导入所需的库
import numpy as np
import gpr_model # 假设这是一个实现了高斯过程回归的库# 初始化参数
evc_capacity = 3330 # 电动汽车容量
pv_capacity = 490 # 光伏容量
storage_capacity = 370 # 储能容量
num_periods = 96 # 时段数量# 收集数据
historical_data = collect_data(evc_capacity, pv_capacity, storage_capacity, num_periods)# 相空间重构
tau, m = phase_space_reconstruction(historical_data)# 训练GPR模型
gpr = gpr_model.GPR()
gpr.train(historical_data)# 预测竞价空间
bidding_space = gpr.predict(tau, m)# 构建日前竞价模型
day_ahead_bid = build_day_ahead_bid(bidding_space, num_periods)# 市场出清模拟
cleared_results = market_clearing_simulation(day_ahead_bid)# 仿真验证
validation_results = simulate_rbts_system(cleared_results, num_periods)# 评估模型
evaluate_model(validation_results, historical_data)# 函数定义
def collect_data(evc_capacity, pv_capacity, storage_capacity, num_periods):# 收集历史数据passdef phase_space_reconstruction(data):# 执行相空间重构passdef build_day_ahead_bid(bidding_space, num_periods):# 构建日前竞价策略passdef market_clearing_simulation(bid):# 模拟市场出清passdef simulate_rbts_system(cleared_results, num_periods):# 在RBTS系统上进行仿真passdef evaluate_model(results, historical_data):# 评估模型性能pass本专栏栏目提供文章与程序复现思路，具体已有的论文与论文源程序可翻阅本博主免费的专栏栏目《论文与完整程序》
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