本发明专利技术的实施例提供了一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法和装置，涉及新能源技术领域。方法包括：根据储能电池的实际运行特性，进行储能建模；根据水电站的运行特性，进行抽水蓄能建模；其中，储能建模包括构建储能功率上下限约束和储能电量上下限约束，抽水蓄能建模包括构建无调节能力水电站出力约束、有调节能力水电站的出力特性方程、有调节能力水电站的水库容量上下限约束、有调节能力水电站的水库动态平衡方程和梯级水电站的耦合约束。结合储能和抽水蓄能的运行特性和电力现货市场出清模型的求解要求，提出了抽水蓄能和储能的建模方法，解决抽水蓄能和储能在现货市场中的出清问题。水蓄能和储能在现货市场中的出清问题。水蓄能和储能在现货市场中的出清问题。
【技术实现步骤摘要】
电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法和装置
[0001]本专利技术涉及新能源
，具体而言，涉及一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法和装置。
技术介绍
[0002]为了缓解日益严重的能源短缺和环境污染问题，新能源高比例渗透是未来电网发展的显著特征。由于新能源发电的随机性和波动性，大规模新能源并网将导致电力系统电力电量平衡问题更加复杂，对系统的调度运行安全提出更加严峻的挑战。为了保证向用户连续提供可靠优质的电力，维持正常的系统运行频率，同时提高风光电源的消纳水平，电网调度除了要求时刻满足发电与负荷的功率平衡之外，还必须预留足够的备用容量和可调节发电资源，储能和抽水蓄能由于具有灵活的调节能力近年来也得到了飞速的发展。在储能和抽水蓄能飞速发展的同时，也给电力现货市场出清带来了非线性化的问题。在进行电力现货市场出清建模时，需要考虑储能和抽水蓄能的运行特性，将复杂的物理约束转化为可求解的最优化模型约束，是一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的包括提供了一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法和装置，其能够解决抽水蓄能和储能在现货市场中的出清问题。
[0004]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0005]本专利技术的实施例提供一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，所述方法包括：
[0006]根据储能电池的实际运行特性，进行储能建模；
[0007]根据水电站的运行特性，进行抽水蓄能建模；
[0008]其中，所述储能建模包括构建储能功率上下限约束和储能电量上下限约束，所述抽水蓄能建模包括构建无调节能力水电站出力约束、有调节能力水电站的出力特性方程、有调节能力水电站的水库容量上下限约束、有调节能力水电站的水库动态平衡方程和梯级水电站的耦合约束。
[0009]本实施例提供的电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法的有益效果包括：
[0010]结合储能和抽水蓄能的运行特性和电力现货市场出清模型的求解要求，提出了抽水蓄能和储能的建模方法，解决抽水蓄能和储能在现货市场中的出清问题。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0012]图1为水电站出力与库容、发电流量的关系。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0014]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例中的特征可以相互结合。
[0017]1.抽水蓄能的建模难点
[0018]抽水蓄能电站通常由机组、上水库、下水库及连接水库和机组的输水管道四部分组成，在电价或者负荷较低时，机组作为水泵运行，从下水库抽水到上水库，在电价或者负荷较高时，利用上水库的蓄水发电，送到电网，实现电能的双向传输。
[0019]抽水蓄能主要有三种机组类型：传统不可变速的抽水蓄能机组(CPSH)、可变速的抽水蓄能机组(ASPSH)和三元抽水蓄能机组(TPSH)。CPSH在发电工况下可在最大功率范围内调整输出功率，但在抽水工况下只能运行在给定的最大功率；ASPSH在CPSH的基础上，通过利用变速泵和液压短路的方法，实现了抽水工况下输出功率的可控性，但发电工况和抽水工况不能直接切换，需要有停机缓冲时间；TPSH在ASPSH的基础上，进一步实现了发电工况和抽水工况的即时切换。抽水蓄能在发电
‑
抽水循环工况下存在着固有损失，即同样的水量能够用来发电的电量会低于用于抽水的电量，用循环效率来描述这一损失，在数值上表示通过消耗1MWh电能量提高的水位能够用来发电的电量。
[0020]抽水蓄能有着自身独特的运行特性，在优化模型中以约束的形式体现，约束主要包括：发电工况和抽水工况下的出力约束、库容上下限约束、周期始末库容约束，工况状态转换约束等，其中出力约束、工况状态转换约束与抽水蓄能机组类型有关，库容约束与水库大小有关。
[0021]2.储能的建模难点
[0022]储能是由储能元件组成的储能装置和由电力电子器件组成的电网接入装置成为储能系统的两大部分。储能装置主要实现能量的储存、释放或快速功率交换。电网接入装置实现储能装置与电网之间的能量双向传递与转换，实现电力调峰、能源优化、提高供电可靠性和电力系统稳定性等功能。
[0023]储能的充放电过程需要满足电量约束、容量约束和充放电速率约束以及储能的起始状态约束，在电力现货市场出清时需要考虑如何将上述物理运行约束转化为数学约束。
[0024]为解决上述问题，本实施例提供了一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，包括以下步骤：
[0025]S1：根据储能电池的实际运行特性，进行储能建模。
[0026]具体的，储能建模包括构建储能功率上下限约束和储能电量上下限约束。
[0027](1)储能功率上下限约束
[0028][0029][0030][0031]其中，和分别为储能装置b的充电功率上限和放电功率上限，为储能装置b在时段t的充电功率，为储能装置b在时段t的放电功率，为储能装置b在时段t的充电状态，为储能装置b在时段t的放电状态，两者均为0/1变量。
[0032](2)储能电量上下限约束
[0033][0034][0035]其中，E
b,t
为储能装置b在时段t的电量状态，为储能装置b的充电效率，为储能装置b放电效率，E
b
为储能装置b的电量下限，为储能装置b的电量上限，Δt为优化时段间隔，一般为15分钟。
[0036]S2：根据水电站的运行特性，进行抽水蓄能建模。
[0037]抽水蓄能属于有调节能力的水电站。对于有调节能力的水电站，需申报其最小水库库容约束、最大水库库容约束、水文特性、水电出力特性方程；对于径流式电站或丰水期日调节电站等调节能力明显不足的电站，需本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：根据储能电池的实际运行特性，进行储能建模；根据水电站的运行特性，进行抽水蓄能建模；其中，所述储能建模包括构建储能功率上下限约束和储能电量上下限约束，所述抽水蓄能建模包括构建无调节能力水电站出力约束、有调节能力水电站的出力特性方程、有调节能力水电站的水库容量上下限约束、有调节能力水电站的水库动态平衡方程和梯级水电站的耦合约束。2.根据权利要求1所述的电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，其特征在于，所述储能功率上下限约束的公式如下：建方法，其特征在于，所述储能功率上下限约束的公式如下：建方法，其特征在于，所述储能功率上下限约束的公式如下：其中，和分别为储能装置b的充电功率上限和放电功率上限，为储能装置b在时段t的充电功率，为储能装置b在时段t的放电功率，为储能装置b在时段t的充电状态，为储能装置b在时段t的放电状态，两者均为0/1变量。3.根据权利要求2所述的电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，其特征在于，所述储能电量上下限约束的公式如下：建方法，其特征在于，所述储能电量上下限约束的公式如下：其中，E
b,t
为储能装置b在时段t的电量状态，为储能装置b的充电效率，为储能装置b放电效率，E
b
为储能装置b的电量下限，为储能装置b的电量上限，Δt为优化时段间隔。4.根据权利要求1所述的电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构建方法，其特征在于，所述无调节能力水电站出力约束的公式如下：其中，为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，为无调节能力的水电站j在时段t的预测出力，为无调节能力的水电站j第n段避免弃水申报段在时段t的弃水功率，表示该约束在任意时段均满足。5.根据权利要求1所述的电力现货市场环境下储能及抽水蓄能多状态转换出清模型构
建方法，其特征在于，所述有调节能力水电站的出力特性方程的公式如下：建方法，其特征在于，所述有调节能力水电站的出力特性方程的公式如下：建方法，其特征在于，所述有调节能力水电站的出力特性方程的公式如下：其中，为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，为有调节能力的水电站h在...
【专利技术属性】
技术研发人员：路轶，李建，孙毅，张国芳，肖畅，陈虎，邬钧，袁贵川，苏福，张大伟，赵静，徐建，李路遥，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：
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