一种储能参与电能量市场报量报价优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种储能参与电能量市场报量报价优化方法及装置，所述方法包括结合储能充放电特性，建立储能全寿命周期的投资运维成本模型；分析储能参与系统运行可产生的运行收益和规划收益，建立储能参与系统运行可从电网获得的补偿收益计算模型；结合储能的投资运维成本和储能从电网获得的补偿收益，建立储能的充、放电报价区间；建立以电能量市场运行成本最小为目标的下层模型；建立以储能日净收益最大为目标的上层模型；最后结合储能的报量报价决策两层优化模型，建立储能报量报价优化模型的求解步骤，本发明专利技术解决了储能投资运维成本较高仅依靠自身成本在电能量市场中进行报价可能造成储能无法成功出清的问题。能造成储能无法成功出清的问题。能造成储能无法成功出清的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种储能参与电能量市场报量报价优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种储能参与电能量市场报量报价优化方法及装置，属于电力现货市场配套机制领域。

技术介绍

[0002]储能是当前电能量市场中的重要主体之一，主要包括满足电网不同峰谷值时电能充放需求，平抑可再生能源波动的储能企业，利用其灵活的多时空电能充放能力，参与电能量市场竞价。由于储能的投资运维成本相对较高，仅依据自身成本在电能量市场中报价可能造成无法成功出清的问题，进而影响储能企业的收益，亟需制定合理的报价策略确保储能企业的收益最大化。
[0003]储能在电能量市场的出清可以为其带来直接经济收益。除此以外，伴随着储能的充放电过程，会因其减少电网侧调峰成本、弃风光惩罚成本、火电机组开机成本为系统带来运行收益，并进一步减少火电调峰机组投资成本、电网升级扩建投资成本，由此为系统带来规划收益，如系统将因储能参与所获得的运行和规划收益部分给予储能，将会影响储能对其在电能量市场出清收益的预期，从而影响其在电能量市场的报价。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种储能参与电能量市场报量报价优化方法及装置，解决储能投资运维成本较高仅依靠自身成本在电能量市场中进行报价可能造成储能无法成功出清的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种储能参与电能量市场报量报价优化方法，包括：
[0007]步骤1：根据预先建立的上层模型在预设的充、放电报价区间内设定充放电报价集其中储能b次日第r组充电报价和放电报价向量分别为和根据充/放电报价集定义收益集其中I
br
为第r组报价序列下储能b在电能量市场的出清净收益，令所有初始收益为0，令r＝1；
[0008]步骤2：上层模型将储能第r组充放电报价信息传递至预先建立的下层模型，下层模型进行电能量市场出清，如出清不成功，则返回上层模型，转至步骤4，否则出清成功，优化得出储能在第r组报价下电能量市场中各机组的中标容量及开停机状态、储能的充放电时段中标容量以及出清电价λ
price,t,r
，并将下层模型优化得到的储能在第r组报价下各时段的充放电功率和市场出清电价λ
price,t,r
返回至上层模型；
[0009]步骤3：上层模型根据下层模型提供的储能在第r组充放电报价下的充放电功率及市场出清电价λ
price,t,r
，计算得出储能在第r组充放电报价下次日储能可以获得的总净收益I
br
；
[0010]步骤4：上层模型令r＝r+1，如r≤N
CDP
，则转至步骤2，否则，进入步骤5；
[0011]步骤5：将收益集中所有元素最大者所对应的充放电报价确定为储能在电能量
市场中的最优报价。
[0012]进一步的，所述充、放电报价区间的建立方法包括：
[0013]结合储能充放电特性，建立储能全寿命周期的投资运维成本模型；
[0014]分析储能参与系统运行可产生的运行收益和规划收益，建立储能参与系统运行可从电网获得的补偿收益计算模型；
[0015]结合投资运维成本模型和补偿收益计算模型，建立储能的充、放电报价区间。
[0016]进一步的，所述结合储能充放电特性，建立储能全寿命周期的投资运维成本模型，包括：
[0017]电化学储能单位充放电电量的投资运维成本，定义如表达式(1)：
[0018][0019]式中，C
APV,b
为电化学储能b的投资运行维护成本年值；y
b
为电化学储能b出厂时的服务年限；为电化学储能b全寿命周期内总的充电、放电量；
[0020]其中，所述电化学储能b的投资运行维护成本年值如表达式(2a)，年值折算系数如表达式(2b)；
[0021]C
APV,b
＝C
op,b
+C
inv,b
γ(y
b
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2a)
[0022][0023]式中，C
inv,b
为电化学储能b的投资成本；γ(y
b
)为储能的年值折算系数；d
r
为年贴现率；y
b
为电化学储能b出厂时的服务年限；C
op,b
为储能b的年运维成本；
[0024]其中，电化学储能b的投资成本如表达式(3)；
[0025]C
inv,b
＝C
BE,b
E
B,b
+C
BP,b
P
B,b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]式中，E
B,b
为电化学储能b的额定储能容量；P
B,b
为电化学储能b的额定功率；C
BE,b
、C
BP,b
分别为电化学储能b的容量配置单价及功率配置单价。
[0027]进一步的，所述分析储能参与系统运行可产生的运行收益和规划收益，建立储能参与系统运行可从电网获得的补偿收益计算模型，包括：
[0028]通过配置储能减少电网侧调峰成本所带来的运行收益如表达式(4)，电网侧通过配置储能促进风光消纳从而减少弃风光惩罚成本所带来的运行收益如表达式(5)，电网侧利用储能减少火电机组开机成本所带来的运行收益如表达式(6)，储能的参与电网调度运行可产生的总运行收益如表达式(7)；
[0029][0030][0031][0032][0033]式中，分别为配置储能前、后第i台火电机组t时刻参与调峰的成
本；N
G
为火电机组数；分别为配置储能前、后电网弃风光的惩罚成本；分别为配置储能前、后火电机组的开机总成本；
[0034]根据所述I
GO
计算单位储能充放电电量的电网运行收益，如表达式(8)；
[0035][0036]式中，分别为储能b在统计时间T内参与优化调度引起的充、放电电量；I
GO
为储能充放电操作可以使电网产生总运行收益；
[0037]将前述单位储能充放电电量的电网运行收益按一定比例补偿给储能，设置补偿系数α∈[0,1]，储能从电网获得的运行补偿收益为
[0038]储能全寿命周期内电网侧配置储能减少火电调峰机组建设带来的投资收益如表达式(9)，储能全寿命周期内电网侧配置储能延缓电网升级扩建带来的投资收益如表达式(10)，电网侧通过配置储能可获得的延缓规划总收益如表达式(11)；
[0039][0040][0041][0042]式中，μ
th
为火电机组单位容量装机成本；l
G
为火电机组使用年限；l
B
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能参与电能量市场报量报价优化方法，其特征在于，包括：步骤1：根据预先建立的上层模型在预设的充、放电报价区间内设定充放电报价集其中储能b次日第r组充电报价和放电报价向量分别为和根据充/放电报价集定义收益集其中I
br
为第r组报价序列下储能b在电能量市场的出清净收益，令所有初始收益为0，令r＝1；步骤2：上层模型将储能第r组充放电报价信息传递至预先建立的下层模型，下层模型进行电能量市场出清，如出清不成功，则返回上层模型，转至步骤4，否则出清成功，优化得出储能在第r组报价下电能量市场中各机组的中标容量及开停机状态、储能的充放电时段中标容量以及出清电价λ
price,t,r
，并将下层模型优化得到的储能在第r组报价下各时段的充放电功率和市场出清电价λ
price,t,r
返回至上层模型；步骤3：上层模型根据下层模型提供的储能在第r组充放电报价下的充放电功率及市场出清电价λ
price,t,r
，计算得出储能在第r组充放电报价下次日储能可以获得的总净收益I
br
；步骤4：上层模型令r＝r+1，如r≤N
CDP
，则转至步骤2，否则，进入步骤5；步骤5：将收益集中所有元素最大者所对应的充放电报价确定为储能在电能量市场中的最优报价。2.根据权利要求1所述的储能参与电能量市场报量报价优化方法，其特征在于，所述充、放电报价区间的建立方法包括：结合储能充放电特性，建立储能全寿命周期的投资运维成本模型；分析储能参与系统运行可产生的运行收益和规划收益，建立储能参与系统运行可从电网获得的补偿收益计算模型；结合投资运维成本模型和补偿收益计算模型，建立储能的充、放电报价区间。3.根据权利要求2所述的储能参与电能量市场报量报价优化方法，其特征在于，所述结合储能充放电特性，建立储能全寿命周期的投资运维成本模型，包括：电化学储能单位充放电电量的投资运维成本，定义如表达式(1)：式中，C
APV,b
为电化学储能b的投资运行维护成本年值；y
b
为电化学储能b出厂时的服务年限；为电化学储能b全寿命周期内总的充电、放电量；其中，所述电化学储能b的投资运行维护成本年值如表达式(2a)，年值折算系数如表达式(2b)；C
APV,b
＝C
op,b
+C
inv,b
γ(y
b
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2a)式中，C
inv,b
为电化学储能b的投资成本；γ(y
b
)为储能的年值折算系数；d
r
为年贴现率；y
b
为电化学储能b出厂时的服务年限；C
op,b
为储能b的年运维成本；其中，电化学储能b的投资成本如表达式(3)；C
inv,b
＝C
BE,b
E
B,b
+C
BP,b
P
B,b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
式中，E
B,b
为电化学储能b的额定储能容量；P
B,b
为电化学储能b的额定功率；C
BE,b
、C
BP,b
分别为电化学储能b的容量配置单价及功率配置单价。4.根据权利要求3所述的储能参与电能量市场报量报价优化方法，其特征在于，所述分析储能参与系统运行可产生的运行收益和规划收益，建立储能参与系统运行可从电网获得的补偿收益计算模型，包括：通过配置储能减少电网侧调峰成本所带来的运行收益如表达式(4)，电网侧通过配置储能促进风光消纳从而减少弃风光惩罚成本所带来的运行收益如表达式(5)，电网侧利用储能减少火电机组开机成本所带来的运行收益如表达式(6)，储能的参与电网调度运行可产生的总运行收益如表达式(7)；产生的总运行收益如表达式(7)；产生的总运行收益如表达式(7)；产生的总运行收益如表达式(7)；式中，分别为配置储能前、后第i台火电机组t时刻参与调峰的成本；N
G
为火电机组数；分别为配置储能前、后电网弃风光的惩罚成本；分别为配置储能前、后火电机组的开机总成本；根据所述I
GO
计算单位储能充放电电量的电网运行收益，如表达式(8)；式中，分别为储能b在统计时间T内参与优化调度引起的充、放电电量；I
GO
为储能充放电操作可以使电网产生总运行收益；将前述单位储能充放电电量的电网运行收益按一定比例补偿给储能，设置补偿系数α∈[0,1]，储能从电网获得的运行补偿收益为储能全寿命周期内电网侧配置储能减少火电调峰机组建设带来的投资收益如表达式(9)，储能全寿命周期内电网侧配置储能延缓电网升级扩建带来的投资收益如表达式(10)，电网侧通过配置储能可获得的延缓规划总收益如表达式(11)；电网侧通过配置储能可获得的延缓规划总收益如表达式(11)；电网侧通过配置储能可获得的延缓规划总收益如表达式(11)；式中，μ
th
为火电机组单位容量装机成本；l
G
为火电机组使用年限；l
B
为储能使用年限；
分别为加装储能前、后的用户最大净负荷；i
r
为通货膨胀率；d
r
为贴现率；为电网升级建设成本；为电网侧储能安装的容量；ΔM表示安装网侧储能后可延缓电网升级年数；单位储能充放电电量的延缓电源和电网建设的规划收益如表达式(12)；式中，和分别为储能b在全寿命周期内参与优化调度引起的总充、放电电量；I
GP
为储能充放电操作可以使电网产生延缓规划收益；将前述单位储能充放电电量的电网规划收益按一定比例补偿给储能，设置补偿系数β∈[0,1]，储能从电网获得的规划补偿收益为5.根据权利要求4所述的储能参与电能量市场报量报价优化方法，其特征在于，所述结合投资运维成本模型和补偿收益计算模型，建立储能的充、放电报价区间，包括：储能b在t时段的充电报价区间，如表达式(13)；式中，分别为出清日所在月储能b在t时段充电历史出清价格的最小值、最大值；为储能b在t时段的放电报价；为储能b的运行补偿收益；为储能b的规划补偿收益；储能的放电报价区间，如表达式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽丽，蔡雅琪，吕肖旭，征程，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：