针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法及装置，通过根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量；基于所述不确定性变量，构建储能电池参与一次调频的模糊随机双层鲁棒优化模型；利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运算，直至预设目标函数达到最小值，得到所述模糊随机双层鲁棒优化模型的输出结果。从而在考虑新能源发电和储能电池充放电的随机性和波动性的基础上，结合经济性角度确定储能电池协同调频的市场电价以及一次调频用电量，为电力系统安全稳定运行提供必要的技术支撑。力系统安全稳定运行提供必要的技术支撑。力系统安全稳定运行提供必要的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法及装置


[0001]本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法及装置。

技术介绍

[0002]电网分布式电源系统是一种同时具有关系复杂并交互作用的随机和模糊不确定性事件或参量的系统。目前，电网分布式电源系统的发电功率和发电量通常采用确定性计算方法或采用基于概率分析的不确定性计算方法。其中，确定性计算方法通常是在假设小水电站的来水量和流量、区域内日照强度和风速都确定的情况下，计算电网分布式电源系统的发电功率、发电量及装机容量，但是其计算结果是唯一和确定的，无法真实反应电网分布式电源系统的发电功率、发电量及装机容量的实际情况。而基于概率分析的不确定性计算方法通常是在只假设小水电站的来水量和流量、区域内日照强度和风速等单一因素为不确定性因素的情况下，计算电网分布式电源系统的发电功率、发电量及装机容量，其计算结果具有一定置信水平的概率值。
[0003]然而在实际上，电网分布式电源系统的发电功率、发电量及装机容量受多种不确定性因素影响，且这些影响因素通常具有随机不确定性或模糊不确定性，通常以随机和模糊不确定性事件或参量而存在。而当前计算方式均未考虑影响因素的不确定性和随机性，从而导致电网调频控制的准确性差。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法及装置，以解决当前计算发电信息未考影响因素的不确定性和随机性而导致电网调频控制准确性差的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，包括：
[0006]根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量；
[0007]基于所述不确定性变量，构建储能电池参与一次调频的模糊随机双层鲁棒优化模型，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第一层优化变量为储能电池输出功率的报价，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第二层优化变量为储能电池输出功率的投标量：
[0008]利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运算，直至预设目标函数达到最小值，得到所述模糊随机双层鲁棒优化模型的输出结果，所述输出结果包括所述储能电池参与一次调频的市场出清价格和所述储能电池输出功率的服务电量。
[0009]在一些实现方式中，所述根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量，包括：
[0010]获取所述新能源机组的发电影响因素数据，所述发电影响因素数据包括历史风速
数据和/或历史光照数据；
[0011]对所述发电影响因素数据进行统计分析，得到所述新能源机组的所述输出功率信息；
[0012]基于预设不等式，构建所述新能源机组输出功率的不确定性变量。
[0013]在一些实现方式中，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的表达式为：
[0014][0015][0016]其中，c
T
表示新能源机组输出功率的不确定性变量列向量，x表示第一层优化变量，u1表示储能参与一次调频的充电功率，u2表示储能参与一次调频的放电功率，y
u
表示第二层优化变量，y(u1，u2)表示电池储能装置站运营商输出功率和服务电量，d
T
表示第二层优化变量系数向量，H1～H
11
分别表示等式约束以及不等式约束中分别对应的系数矩阵，h1～h6分别表示对应各种等约束条件和不等约束条件下常数列向量，U1表示储能参与一次调频的充电功率集合，U2表示储能参与一次调频的放电功率集合。
[0017]在一些实现方式中，所述预设目标函数的表达式为：
[0018][0019]其中，X表示第一层优化变量储能参与一次调频的市场出清价格的集合，Δf
e
(t)表示一次调频中时刻t频率偏差值，u表示不确定性变量，U表示不确定性变量的集合，C
M1
表示参与一次调频的辅助服务交易成本。
[0020]在一些实现方式中，所述利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运算，直至预设目标函数达到最小值，得到所述模糊随机双层鲁棒优化模型的输出结果，包括：
[0021]利用所述列和约束生成算法，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行分解，得到主优化模型和子优化模型；
[0022]基于所述预设约束条件，对所述主优化模型和子优化模型进行交替迭代，直至所述预设目标函数达到最小值，得到所述主优化模型的市场出清价格和子优化模型的服务电量。
[0023]在一些实现方式中，所述主优化模型的表达式为：
[0024][0025]所述子优化模型的表达式为：
[0026][0027]其中，η表示辅助变量，k表示不确定场景，表示当或确定后值对偶问题在第k种不确定场景下的值，表示迭代子优化模型产生的最劣场景所对应的第一不确定量值，表示迭代子优化模型产生的最劣场景所对应的第二不确定量值。
[0028]在一些实现方式中，所述预设约束条件包括惯性响应阶段频率偏差约束条件、下垂调控阶段频率偏差约束条件、储能电池输出功率投标量约束条件、储能电池服务电量投标量约束条件、储能电池充电约束条件、储能电池放电约束条件、储能电池蓄电电量约束条件、储能电池充电功率约束条件、储能电池充电时间约束条件、储能电池放电功率约束条件、储能电池放电时间约束条件、储能电池荷电状态SOC约束条件、储能电池荷电状态与负荷需求的约束关系和/或储能电池荷电状态与电力系统功率缺额的约束关系。
[0029]第二方面，本申请还提供一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化装置，包括：
[0030]确定模块，用于根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量；
[0031]构建模块，用于基于所述不确定性变量，构建储能电池参与一次调频的模糊随机双层鲁棒优化模型，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第一层优化变量为储能电池输出功率的报价，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第二层优化变量为储能电池输出功率的投标量；
[0032]运算模块，用于利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运算，直至预设目标函数达到最小值，得到所述模糊随机双层鲁棒优化
模型的输出结果，所述输出结果包括所述储能电池参与一次调频的市场出清价格和所述储能电池输出功率的服务电量。
[0033]第三方面，本申请还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法。
[0034]第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法。
[0035]与现有技术相比，本申请至少具备以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，其特征在于，包括：根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量；基于所述不确定性变量，构建储能电池参与一次调频的模糊随机双层鲁棒优化模型，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第一层优化变量为储能电池输出功率的报价，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的第二层优化变量为储能电池输出功率的投标量；利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运算，直至预设目标函数达到最小值，得到所述模糊随机双层鲁棒优化模型的输出结果，所述输出结果包括所述储能电池参与一次调频的市场出清价格和所述储能电池输出功率的服务电量。2.如权利要求1所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，其特征在于，所述根据新能源机组的输出功率信息，确定新能源机组输出功率的不确定性变量，包括：获取所述新能源机组的发电影响因素数据，所述发电影响因素数据包括历史风速数据和/或历史光照数据；对所述发电影响因素数据进行统计分析，得到所述新能源机组的所述输出功率信息；基于预设不等式，构建所述新能源机组输出功率的不确定性变量。3.如权利要求1所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，其特征在于，所述模糊随机双层鲁棒优化模型的表达式为：s.t.其中，c
T
表示新能源机组输出功率的不确定性变量列向量，x表示第一层优化变量，u1表示储能参与一次调频的充电功率，u2表示储能参与一次调频的放电功率，y
u
表示第二层优化变量，y(u1,u2)表示电池储能装置站运营商输出功率和服务电量，d
T
表示第二层优化变量系数向量，H1～H
11
分别表示等式约束以及不等式约束中分别对应的系数矩阵，h1～h6分别表示对应各种等约束条件和不等约束条件下常数列向量，U1表示储能参与一次调频的充电功率集合，U2表示储能参与一次调频的放电功率集合。4.如权利要求1所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，其特征在于，所述预设目标函数的表达式为：其中，X表示第一层优化变量储能参与一次调频的市场出清价格的集合，Δf
e
(t)表示一次调频中时刻t频率偏差值，u表示不确定性变量，U表示不确定性变量的集合，C
M1
表示参与一次调频的辅助服务交易成本。
5.如权利要求1所述的针对储能调频交易的模糊随机双层鲁棒优化方法，其特征在于，所述利用列和约束生成算法，根据预设约束条件，对所述模糊随机双层鲁棒优化模型进行运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆秋瑜，谢平平，杨银国，郑建平，李力，陈玥，吴杰康，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：