抽水蓄能电站参与现货-调频辅助服务市场决策优化方法技术

一种抽水蓄能电站参与现货

【技术实现步骤摘要】
抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场决策优化方法


[0001]本专利技术属于新能源
，尤其是涉及一种抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法。

技术介绍

[0002]抽水蓄能作为一种新型灵活市场主体参与现货市场交易具有能量价值、容量价值以及辅助服务等多重价值。抽水蓄能根据其特性可以同时参与不同的市场交易，其能量价值可以在主能量市场通过“高发低抽”获利，并起到削峰填谷的作用；其容量价值以及响应迅速等特性可以参与调频辅助服务获取收益。抽水蓄能提供不同的能源服务，并根据相应的价格机制获得收益。不同的市场与各种服务之间相互耦合，相互影响，需要统筹协调抽蓄资源优化分配，进而优化抽蓄收益和社会效益。在现货市场机制不断健全的条件下，抽蓄参与电力市场的运营策略和交易模式也变得更加复杂。
[0003]抽水蓄能电站在不同市场中的容量分配方案，将直接影响到电站的运行收益，当前抽水蓄能电站在各个市场中并未形成科学的容量分配结果，导致电站的运行效率低下。因此，抽水蓄能电站的容量分配决策有待进一步优化，但当前少有研究关注到该方面。
[0004]目前，关于抽水蓄能电站的研究主要是围绕竞价策略和运行方式方面进行。文献《电力市场环境下抽水蓄能参与电能量市场的优化运行策略》建立了抽水蓄能参与电能量市场的二次型优化模型,所提模型能减少优化运行时间,并且能帮助运营商在电能量市场中获得更大的期望收益；文献《抽水蓄能电站参与电力现货市场竞价多日滚动优化运行方法》采用多日滚动优化方法建立模型，通过多日滚动优化方法计及交易日末时段剩余水量的优化，提升抽水蓄能电站的收益；文献《基于合作博弈论的风储联合参与现货市场优化运行策略》采取多风电与抽水蓄能电站联合参与日前和实时平衡市场的市场模式，提出兼顾实时平衡收益风险的多风电与储能联盟的日前最优竞标策略。
[0005]然而上述文献的研究，大多都针对单个类别电力市场开展研究，未能考虑多个市场中抽水蓄能电站的运行方式，对于抽水蓄能电站的经济运作具有局限性。
[0006]此外，如公开号：CN113904324A公开了一种电力现货市场环境下对抽水蓄能机组的调度方法,并通过数值建模进行仿真,验证了抽水蓄能机组在该调度方法下能够平抑现货市场出清电价,实现与各市场机组高效协同运行；公开号：CN112909933A建立含抽水蓄能机组的日内滚动优化调度模型，得到每个日内滚动周期的机组修正计划运行曲线,实现抽水蓄能机组的按需调度；公开号：CN112258302A在模拟仿真电能量市场中,基于序贯博弈抽水蓄能电站同各市场竞价参与主体展开竞价交易；得出抽水蓄能电站未来一天各个时刻的报价与报量策略曲线；公开号：CN110443645A一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法；公开号：CN111047114A公开了一种抽水蓄能机组在日前电力现货市场的双层竞价优化方法，通过遗传算法寻优迭代过程,直至输出最优的抽水蓄能机组报价及容量优化结果。但是上述专利技术主要针对抽水蓄能电站在电能量现货市场中的调度方法、经营策略，没有考虑到调频市场对抽水蓄能电站调度计划的影响。
[0007]文献《抽水蓄能电站主辅市场容量分配模型及竞价策略研究》对抽水蓄能电站在电能量市场及调频市场的容量分配策略开展研究，但该文献未能考虑到容量补偿收益，容量补偿收益会对抽水蓄能的容量分配策略产生一定影响，且该文献的分析未能考虑到初始库容的影响。因此，当前抽水蓄能电站可根据自身容量情况确定充放电计划并参与电力系统调频服务，但抽蓄参与电能量
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调频辅助服务市场的容量分配决策还有待进一步优化。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，用以解决抽水蓄能电站如何在现货
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调频辅助服务市场中寻求经济性最优的问题。需要特别说明的是，本专利技术中抽水蓄能电站是作为“价格接受者”参与市场，仅申报容量，不需申报价格参与市场竞争。
[0009]为了实现上述目的，本申请提出了一种抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：包括如下步骤：
[0010]步骤1：构建抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场交易总体框架；
[0011]步骤2：以抽水蓄能电站参与市场综合收益最大化为目标，构建抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场优化模型，分配各时段中抽水蓄能电站在电能量现货与调频辅助服务市场中的容量；
[0012]步骤3：根据电能量现货与调频辅助服务市场各时段的市场出清价格，抽水蓄能电站分配可用容量参与各市场；
[0013]步骤4：根据市场出清价格与容量分配结果，计算抽水蓄能电站综合收益。
[0014]本专利技术还公开一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行上述的方法。
[0015]本专利技术还公开一种电子装置，其特征在于，包含处理器和存储器；所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器用于运行所述计算机可读指令，其中，所述计算机可读指令运行时执行上述的方法。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术在目标函数中考虑到了抽水蓄能电站的综合收益，包括电能量市场收益、调频市场收益、容量补偿收益，能够更加贴合实际地从电站运营者角度制定容量分配计划；相较于传统经验分配模式，本专利技术制定的容量分配计划能够提高抽水蓄能电站的经济性，提高抽水蓄能电站的运行效率。
附图说明
[0018]图1抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场交易总体框架；
[0019]图2电能量现货市场出清价格预测；
[0020]图3调频里程价格曲线；
[0021]图4优化前抽水蓄能电站参与多类市场容量分配图；
[0022]图5优化后抽水蓄能电站参与多类市场容量分配图。
具体实施方式
[0023]一种抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：包括如下步骤：
[0024]步骤1：构建抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场交易总体框架；
[0025]根据抽水蓄能机组出力曲线和系统电价的关系，可以将抽水蓄能参与多类市场联合优化模型进一步划分为价格接受者模型和价格决定者模型。当抽水蓄能参与市场后对系统电价影响较小时，认为其在市场中作为价格接受者，反之认为其在市场中作为价格决定者。本专利技术采用价格接受者模型进行建模，主要原因有三个：
[0026]第一，由于系统负荷需求、辅助服务需求往往较大，而抽水蓄能提供的比例较小，通常认为抽水蓄能在市场中作为价格接受者。
[0027]第二，在完成成熟的电力市场中，无论是电能量市场还是辅助服务市场，市场份额、运行机制、运行环境、竞争对手将发生重大变化，竞争关系和激烈程度难以预判，导致缺少形成竞争性市场价格的关键参数，因此将抽水蓄能视作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：包括如下步骤：步骤1：构建抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场交易总体框架；步骤2：以抽水蓄能电站参与市场综合收益最大化为目标，构建抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场优化模型，分配各时段中抽水蓄能电站在电能量现货与调频辅助服务市场中的容量；步骤3：根据电能量现货与调频辅助服务市场各时段的市场出清价格，抽水蓄能电站分配可用容量参与各市场；步骤4：根据市场出清价格与容量分配结果，计算抽水蓄能电站综合收益。2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：所述步骤1进一步包括如下内容：抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场交易总体框架中，首先，抽水蓄能电站接受电能量市场与调频市场的价格信号，分配自身容量参与电能量市场与调频市场；其次，在两个市场中根据市场规则计算电量收益与调频收益；最后，进行市场出清结算。3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：所述步骤2进一步包括如下内容：首先，通过计算抽水蓄能电站参与市场综合收益，并以综合收益最大化作为模型的目标函数，综合效益由抽水蓄能电站在电能量、调频辅助服务市场及容量补偿的收益构成；其次，根据抽水蓄能特性，添加功率约束、库容约束、功率与库容容量关系约束作为约束条件；最终，得到抽水蓄能电站参与现货—调频辅助服务市场优化模型。4.根据权利要求3所述的抽水蓄能电站参与现货
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调频辅助服务市场的决策优化方法，其特征为：(1)目标函数抽水蓄能的目标函数为：参与电能量市场、调频市场及容量补偿的收入总和减去购电成本，抽发损耗不在目标函数中考虑，而是在约束条件中考虑：式中，R
total
为抽水蓄能电站在电能量、调频辅助服务市场及容量补偿的总收益，t为单位时段，T为优化周期内所有时段集合；为t时刻现货市场出清价格；为抽水蓄能在时段t的发电功率，为抽水蓄能在时段t的抽水功率，分别为抽水蓄能电站在发电、抽水时段的调频容量；为抽水蓄能电站可补偿容量；是调频容量补偿价格常数，λ
tperf
是时段t的调频里程价格预测值，λ
cap
为容量补偿价格常数，R为抽水蓄能的调频里程与调频容量之比；(2)约束条件抽水蓄能运行约束的表达式分为三个部分：功率约束、库容约束、功率与库容容量关系约束：
1)功率约束抽水蓄能在时段t只能发电或抽水，但调频可以在任意时刻提供，因此须满足公式(2)：在发电时段内，发电容量与调频容量之和不得超过最大发电容量，见式(3)：式中，g
min
、g
max
分别为抽蓄机组的最小、最大发电出力；在抽水时段内，抽水容量与调频容量之和不得超过最大抽水容量，见式(4)：式中，d
max
为抽蓄机组最大抽水容量；式(5)～(7)是抽水工况和发电工况不能同时进行的约束：式(5)～(7)是抽水工况和发电工况不能同时进行的约束：式(5)～(7)是抽水工况和发电工况不能同时进行的约束：发电功率、抽水功率、调频容量需满足非负约束，见式(8)：抽水蓄能提供调频服务容量不能超过一定容量，见式(9)：式中，μ为抽蓄机组参与调频市场的容量上限比例；2)库容约束在优化周期T的首末时刻，抽水蓄能的水库库容水必须相等，用公式(10)表示；抽水蓄能在抽水/放水过程中，水库库容必须...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金起，张娜，潘霄，程孟增，商文颖，胡旌伟，吉星，王宗元，侯依昕，杨朔，刘禹彤，徐熙林，赵竞智，蒋海玮，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：