一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法及系统

摘要

一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法及系统，包括：基于储能电站交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；基于储能电站参与不同时间尺度调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化；其中，交易电力基于储能电站所采用的调峰辅助服务交易品种确定；优化模型基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。本发明实现了储能电站参与多时间尺度调峰辅助服务不同交易品种的最优安排，延长了储能电站的运行寿命，提升了储能电站的整体收益水平。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统储能领域，具体涉及一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法及系统。

背景技术

为保证电力安全、经济地从发电侧传送到用户侧，由发电、电网或需求侧资源提供一些服务，如调频、调压、调峰、黑启动等。调峰服务可分为基本调峰服务和有偿调峰服务。有偿调峰一方面是指发电机组以超过规定的调峰深度提供深度调峰服务，另一方面是指火电机组依照调度指令要求，在规定时间内完成机组启停机(炉)而提供的启停调峰服务。目前储能电站能以独立市场主体身份进入调峰辅助服务市场，而调峰辅助服务具有多种交易品种，基于储能调峰辅助服务交易品种不同，相对应的交易规则如交易周期和交易电价也不相同。

通常，调峰电源因自身原因不能被调用或者没有达到调节性能的下限时，该调峰电源要接受考核。因此，储能电站参与调峰辅助服务交易的净收益由三部分组成，即储能参与调峰获得的补偿、未达到调峰指标要求的考核罚款和因自身运行导致的损耗成本。随着调峰补偿收入的增加，储能损耗成本也会随之加大，其净收益未必是最大值。

综上，现有的储能调峰运行策略无法满足储能电站参与多时间尺度不同调峰辅助服务交易品种的运营需求。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种储能电站参与调峰辅助服务交易的优化运行方法，包括：

获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价；

基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；

基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化；

其中，所述优化模型基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。

优选的，所述储能电站采用的调峰辅助服务交易包括：月度双边协商交易、深度调峰竞价交易、启停调峰竞价交易和电网调用单边交易。

优选的，所述优化模型的构建包括：

基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站的日惩罚成本和日损耗成本的关系以储能电站的日净收益最大为目标建立储能电站的优化运行目标函数；

为所述目标函数设置调峰辅助服务交易电力关系约束和储能电站荷电状态约束。

优选的，所述目标函数如下式所示：

max I

式中，I

优选的，所述月度双边协商交易的收入I

式中，

所述深度调峰竞价交易的收入I

式中，

所述启停调峰竞价交易的收入I

I

式中，n为启停调峰次数；ρ

所述电网调用单边交易的收入I

式中，

优选的，所述储能电站的日惩罚成本C

式中，k为惩罚系数，ΔP

式中，C

优选的，所述调峰辅助服务交易电力关系约束如下式所示：

0≤P

式中，P

所述储能电站的荷电状态约束如下式所示：

式中，S(t)为储能电站的荷电状态；S

基于同一种发明构思，本发明提供了一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化系统，包括：获取模块、计算模块和优化模块；

所述获取模块，获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价；

所述计算模块，基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；

所述优化模块，基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化。

优选的，还包括：模型构建模块；

所述模型构建模块基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。

优选的，所述模型构建模块包括：

目标函数构建子模块和约束构建子模块；

所述目标函数构建子模块，基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站的日惩罚成本和日损耗成本的关系以储能电站的日净收益最大为目标建立储能电站的优化运行目标函数；

所述约束构建子模块，为所述目标函数设置调峰辅助服务交易电力关系约束和储能电站荷电状态约束。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法，包括：获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价；基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化；其中，所述优化模型基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。实现了储能电站参与多时间尺度调峰辅助服务不同交易品种的最优安排，延长了储能电站的运行寿命，提升了储能电站的整体收益水平。

附图说明

图1为本发明储能电站参与调峰辅助服务交易的优化运行方法的步骤流程图；

图2为储能电站的调峰辅助服务交易品种图；

图3为本发明储能电站参与调峰辅助服务交易的优化运行方法流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1：

一种储能电站参与调峰辅助服务交易的优化运行方法，如图1所示，包括：

步骤1：获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价；

步骤2：基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；

步骤3：基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化；

其中，所述优化模型基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。

一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法具体如图3所示，

其中，步骤1：获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价具体包括：

获取储能电站的调峰辅助服务交易品种；

如图2所示，储能电站的调峰辅助服务交易品种包括月度双边协商交易、深度调峰竞价交易、启停调峰竞价交易和电网调用单边交易四类。

1)月度双边协商交易是指由储能电站与风电、光伏新能源电站开展协商确定调峰交易时段、交易电价、交易电力和交易电量，并由调度机构核准执行的交易；

2)深度调峰竞价交易是指储能电站在调峰辅助服务交易平台开展集中市场竞价交易需向调峰辅助服务平台提交包含交易时段、交易电价、交易电力和交易电量等交易意向，由电力调度机构进行安全校核后，通过市场化竞价出清机制确认执行的交易；

3)启停调峰竞价交易是指储能电站在调峰辅助服务交易平台开展集中市场竞价交易需向调峰辅助服务平台提交包含交易时段、交易电价、交易电力和交易电量等交易意向，由电力调度机构进行安全校核后，通过市场化竞价出清机制确认执行的交易；

4)电网调用单边交易是指市场竞价出清后，若仍存在调峰需求，则进行电网直接调用单边市场出清；

步骤2：基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量，本步骤中优化模型的构建包括：

构建储能电站的优化运行目标函数

储能电站的优化运行目标函数如下：

max I

式中，I

其中，储能电站参与调峰辅助服务交易品种的收入来源于月度双边协商交易、深度调峰竞价交易、启停调峰竞价交易和电网调用单边交易四类。

1)月度双边协商交易的收入如下：

式中，I

2)深度调峰竞价交易的收入如下：

式中，I

3)启停调峰竞价交易的收入如下：

I

式中，I

4)电网调用单边交易的收入如下：

式中，I

储能电站的损耗包括：

1)储能电站的日惩罚成本如下：

式中，k为惩罚系数，ΔP

2)储能电站的日损耗成本如下：

式中，C

其中约束条件如下：储能电站在各时刻分别参与月度双边协商交易、深度调峰竞价交易、启停调峰竞价交易和电网调用单边交易的交易电力关系如下：

0≤P

式中，P

储能电站的荷电状态约束如下：

式中，S(t)为储能电站的荷电状态；S

步骤2利用模型迭代运算直至得到最优解，得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量。

步骤3：基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化。

本发明提供了一种储能电站参与多类型调峰交易的协调优化方法，考虑了从多时间尺度参与不同类型调峰辅助服务交易，提高了储能电站的整体收益和利用效率；考虑了储能电站的损耗成本，延长了储能电站的运行寿命。能够最优化储能电站的调峰运行策略，提升调峰的整体收益。

实施例2：

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种储能电站参与调峰辅助服务交易的优化运行系统，包括：

获取模块、计算模块和优化模块；

所述获取模块，获取储能电站交易的交易电力，以及基于储能电站采用的调峰辅助服务交易品种确定的交易电价；

所述计算模块，基于所述交易电价和交易电力利用预先构建的优化模型通过迭代计算得到储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量；

所述优化模块，基于所述储能电站参与不同时间尺度的调峰辅助服务交易的最佳电量对储能电站参与调峰交易进行协调优化。

优选的，还包括：模型构建模块；

所述模型构建模块基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站日惩罚成本和日损耗成本的关系，以储能电站日净收益最大为目标构建而成。

优选的，所述模型构建模块包括：

目标函数构建子模块和约束构建子模块；

所述目标函数构建子模块，基于储能电站采用的不同时间尺度的调峰辅助服务交易品种的收入与储能电站的日惩罚成本和日损耗成本的关系以储能电站的日净收益最大为目标建立储能电站的优化运行目标函数；

所述约束构建子模块，为所述目标函数设置调峰辅助服务交易电力关系约束和储能电站荷电状态约束。

优选的，所述目标函数如下式所示：

max I

式中，I

优选的，所述月度双边协商交易的收入I

式中，

所述深度调峰竞价交易的收入I

式中，

所述启停调峰竞价交易的收入I

I

式中，n为启停调峰次数；ρ

所述电网调用单边交易的收入I

式中，

优选的，所述储能电站的日惩罚成本C

式中，k为惩罚系数，ΔP

所述储能电站的日损耗成本C

式中，C

优选的，所述调峰辅助服务交易电力关系约束如下式所示：

0≤P

式中，P

所述储能电站的荷电状态约束如下式所示：

式中，S(t)为储能电站的荷电状态；S

本实施例各模块具体实现的功能与实施例1一致，这里不再累述。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。