一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其包括：组网：若干个用户侧储能单元接受虚拟电厂的调度中心统一控制，在调度中心的统一控制进行充放电；获取控制权：所述调度中心通过分析用户的自主充放电行为，决策合适的用户并获得其储能控制权；结算：根据被虚拟电厂控制后储能在充电时间上实际发生转移的能量，按日一次性支付用户储能控制权补偿金额。本发明专利技术具有原理简单、实现容易、适用范围广、能够对电厂效益进行优化等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法


[0001]本专利技术主要涉及到电厂优化控制
，特指一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法。

技术介绍

[0002]目前，用户侧储能主要通过峰谷套利和削减容量费用来盈利。由于居民用户不适用峰谷电价，因此主要深入研究工商业用户侧电化学储能(简称“用户侧储能”)。用户侧储能是指在用户场地或其邻近区域建设的电储能系统，并将电储能系统接入用户供用能网络，由用户自行调用或接受外来信息控制的储能系统，通过用能市场化方式，进而可进行削峰填谷、需量管理、和备用电源等一体化运行等功能。
[0003]用户侧储能现有模式主要有三种：自建自用模式、租赁模式、合同能源管理模式；其中：
[0004](1)自建自用模式。用户在自身场地投资建设储能并负责储能的运行维护，储能所存电量用于自身负荷。在此过程中产生的峰谷利润全额归用户自身所有。
[0005](2)租赁模式。由投资商在用户附近场地投资建设储能并负责储能的运行维护，用户通过租赁获得储能的使用权。用户需要付给投资商固定的租赁费用，使用过程中产生的峰谷利润全额归用户自身所有。
[0006](3)合同能源管理模式。由投资商在用户附近场地投资建设储能并负责储能的运行维护，用户直接获得储能的使用权，使用过程中产生的峰谷利润按比例分配给用户和投资商。
[0007]当下用户侧储能的经济性和技术性仍然比较严峻，其静态投资回收年限较长。随着未来储能技术的发展，投资运维成本将进一步降低，对用户侧储能的经济性和新型商业模式的研究具有深远意义。
[0008]用户在进行自主充放电行为时，需要综合考虑电价、储能情况等多个信息。为了获得最大收益，每个用户都应遵循合理充放电行为：当t时刻电价λ
t
等于低谷电价λ
g
时进行充电；当t时刻电价λ
t
等于高峰电价λ
f
时进行放电；当t时刻电价为平期电价λ
p
时既不充也不放电。
[0009]用户的自主充放电行为可用下式表示：
[0010][0011][0012][0013]式中，S
i,t
‑1为用户i在t
‑
1时段末期的储能电量；S
i,min
分别为用户侧储能i荷电状态约束下限。
[0014]用户自主控制储能时是通过低储高放来盈利。由于电价低谷期持续时间较长，且用户充电时间具有随机性。因此在用户自主进行充电时，充电时间无法与弃风时间保持一致性。
[0015]在提高用户侧储能收益方面和运行模式研究方面，现有技术中已出现多项研究成果。
[0016]有从业者提出对储能优化配置进行研究，降低储能投资配置成本；另有从业者通过构建面向用户侧的电池储能配置与运行优化策略，从容量电费和电量电费两方面提高经济性等；还有从业者提出了市场化应用初期阶段的储能系统四种典型应用模式，并分析其经济性。上述这些对用户侧储能经济性研究和运行模式多聚焦于单一用户的容量电费和电量电费带来的效益，但这部分利益是有限的，当下仍需要寻求新的运行模式。

技术实现思路

[0017]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种原理简单、实现容易、适用范围广、能够对电厂效益进行优化的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0019]一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其包括：
[0020]组网：若干个用户侧储能单元接受虚拟电厂的调度中心统一控制，在调度中心的统一控制进行充放电；
[0021]获取控制权：所述调度中心通过分析用户的自主充放电行为，决策合适的用户并获得其储能控制权；
[0022]结算：根据被虚拟电厂控制后储能在充电时间上实际发生转移的能量，按日一次性支付用户储能控制权补偿金额。
[0023]作为本专利技术的进一步改进：所述获取控制权的决策过程包括：
[0024]自主充电时间对风电消纳有利，即自主充电时间在原始弃风时间段，储能不参与时的弃风，不需获取其控制权；
[0025]选择用户充放电行为有对风电消纳不利情况，即储能充电时间全部或部分在原始弃风时间段外的用户进行充放电控制，且只转移对风电消纳不利的那部分容量的充放电时间，其余容量的充放电时间不变。
[0026]作为本专利技术的进一步改进：所述结算的过程包括：根据被虚拟电厂控制后储能在充电时间上实际发生转移的能量，按日一次性支付用户储能控制权补偿金额，其表示如下：
[0027][0028][0029]式中，B为储能控制权转移补偿；k
s
为单位容量控制权转移补偿；为储能被虚拟
电厂控制后用户i充放电时间发生改变的容量；Δt为控制时长，取值为1小时。
[0030]作为本专利技术的进一步改进：所述虚拟电厂根据机组出力与负荷分析弃风情况，并综合储能容量情况制定用户侧储能的充放电行为；
[0031]t时刻虚拟电厂内弃风功率为：
[0032]ΔP
wind,t
＝(P
wind,t
‑
P
d,t
)
+
[0033][0034]式中，P
d,t
为t时刻风电调度功率；ΔP
wind,t
为t时刻弃风功率P
wind,t
为t时刻风电出力；P
E,t
为t时刻虚拟电厂上网功率。
[0035]作为本专利技术的进一步改进：所述虚拟电厂控制用户侧储能群体后，对虚拟电厂而言用户侧储能群体等效于一个集中式储能，所述虚拟电厂控制用户侧储能群体充放电行为如下：
[0036]当t存在弃风时进行充电；
[0037]当t时刻虚拟电厂售电电价为高峰电价且无弃风时段放电；
[0038]所述虚拟电厂控制用户侧储能充放电行为用如下函数表示：
[0039][0040][0041]作为本专利技术的进一步改进：所述虚拟电厂获得用户侧储能的控制权后，其效益为售电收益减去发电机组运行成本、弃风惩罚、储能控制权补偿费用所得：
[0042]R
W
＝R
W
‑
sel
‑
R
W
‑
ful
‑
R
W
‑
wind
‑
B
[0043][0044][0045][0046]式中，R
W
为虚拟电厂的年收益；R
W
‑
sel
为虚拟电厂年售电收益；R
W
‑
ful
为火电机组运行成本；R
W
‑
wind
为风电运行成本与弃风惩罚；θ
t
为虚拟电厂在t时刻的上网电价；P
LΣ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，包括：组网：若干个用户侧储能单元接受虚拟电厂的调度中心统一控制，在调度中心的统一控制进行充放电；获取控制权：所述调度中心通过分析用户的自主充放电行为，决策合适的用户并获得其储能控制权；结算：根据被虚拟电厂控制后储能在充电时间上实际发生转移的能量，按日一次性支付用户储能控制权补偿金额。2.根据权利要求1所述的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，所述获取控制权的决策过程包括：自主充电时间对风电消纳有利，即自主充电时间在原始弃风时间段，储能不参与时的弃风，不需获取其控制权；选择用户充放电行为有对风电消纳不利情况，即储能充电时间全部或部分在原始弃风时间段外的用户进行充放电控制，且只转移对风电消纳不利的那部分容量的充放电时间，其余容量的充放电时间不变。3.根据权利要求1所述的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，所述结算的过程包括：根据被虚拟电厂控制后储能在充电时间上实际发生转移的能量，按日一次性支付用户储能控制权补偿金额，其表示如下：按日一次性支付用户储能控制权补偿金额，其表示如下：式中，B为储能控制权转移补偿；k
s
为单位容量控制权转移补偿；为储能被虚拟电厂控制后用户i充放电时间发生改变的容量；Δt为控制时长，取值为1小时。4.根据权利要求1所述的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，所述虚拟电厂根据机组出力与负荷分析弃风情况，并综合储能容量情况制定用户侧储能的充放电行为；t时刻虚拟电厂内弃风功率为：ΔP
wind,t
＝(P
wind,t
‑
P
d,t
)
+
式中，P
d,t
为t时刻风电调度功率；ΔP
wind,t
为t时刻弃风功率P
wind,t
为t时刻风电出力；P
E,t
为t时刻虚拟电厂上网功率。5.根据权利要求1所述的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，所述虚拟电厂控制用户侧储能群体后，对虚拟电厂而言用户侧储能群体等效于一个集中式储能，所述虚拟电厂控制用户侧储能群体充放电行为如下：当t存在弃风时进行充电；当t时刻虚拟电厂售电电价为高峰电价且无弃风时段放电；所述虚拟电厂控制用户侧储能充放电行为用如下函数表示：
6.根据权利要求1所述的基于用户侧储能控制权的虚拟电厂效益优化方法，其特征在于，所述虚拟电厂获得用户侧储能的控制权后，其效益为售电收益减去发电机组运行成本、弃风惩罚、储能控...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亮，黄婧杰，杨洪明，徐志强，华中生，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：