一种集中式的共享储能参与电力市场交易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集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法及装置，包括：获取用户负荷、实时电价、电网数据、储能充放电损耗、充放电成本数据；获取预先构建的优化模型，所述优化模型包括优化储能调度和运营成本的目标函数和对应约束条件，所述约束条件包括能量状态等式约束、储能调度中的能量状态约束、共享储能的参与下的整个电力市场的约束以及基于核理论的整个共享储能系统的利益分配约束；根据获取的所述数据结合所述约束条件，以所述目标函数最小化为优化目标，求解得到共享储能参与电力市场的最优收益和利益分配方案。优点：保证整个配电网络安全稳定运行的同时，提高了能源产消者的用电灵活性。能源产消者的用电灵活性。能源产消者的用电灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法及装置，属于储能相关


技术介绍

[0002]近年来，随着分布式储能资源的日益普及和信息通信技术的不断进步，一种基于储能租赁的共享储能交易形式逐渐流行起来。这种能源交易形式允许各能源产消者向储能的持有者购买储能使用权，从而使用储能直接进行电力交易，提高了用户端可再生能源和负荷的调度灵活性。由于储能既可充电也可放电的特性，用户可使用储能积极参与电力市场的投标竞价中来，所以将共享储能推广到电力市场中可以极大地释放需求侧储能的调度潜力，提高用户的市场收益。因此，研究集中式共享储能的合作博弈下的分配方案具有较强的现实意义和经济价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法及装置。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，包括：
[0005]获取用户负荷、实时电价、电网数据、储能充放电损耗、充放电成本数据；
[0006]获取预先构建的优化模型，所述优化模型包括优化储能调度和运营成本的目标函数和对应约束条件，所述约束条件包括能量状态等式约束、储能调度中的能量状态约束、共享储能的参与下的整个电力市场的约束以及基于核理论的整个共享储能系统的利益分配约束；
[0007]根据获取的所述数据结合所述约束条件，以所述目标函数最小化为优化目标，求解得到共享储能参与电力市场的最优收益和利益分配方案。
[0008]进一步的，所述用户负荷数据包括每个社区级微电网中用户的全年负荷数据；所述实时电价采用峰谷平三时电价；所述电网数据包括各微电网与上级配电网的连接关系，各条支路的电阻和电抗值，以及各支路传输功率的上限；所述储能充放电损耗、充放电成本包括集中式共享储能在电力市场充放电的成本系数，不同能源状态下的储能充放电损耗系数。
[0009]进一步的，所述目标函数的构建，包括：
[0010]以在共享储能参与市场后整个市场最大化其社会效益为目标构建目标函数，所述目标函数表示为：
[0011][0012]式中：N
g
为整个电力市场中发电机的索引，c
b,t
为发电机b在时刻t的边际成本，
为发电机b在时刻t的发电功率，为储能充电和放电的边际成本，为共享储能在时刻t的充电和放电功率，λ
b
(E
b,n
)为储能能量状态为E
b,n
时的充放电损耗系数，v
b,t
为负荷的市场竞标价格，为电力市场中负荷的中标量，π为共享储能在电力市场中的总收益，N
t
为总时间；
[0013]共享储能在电力市场中的总收益π表示为：
[0014][0015]式中：p
b,t
为储能b所在节点在时刻t的电价，E
des
,E
tar
分别表示储能调度的最终时刻的实际能量状态和目标能量状态，λ(E)为对应能量状态的运营商的报价。
[0016]进一步的，所述能量状态等式约束，表示形式为：
[0017]基于伏安积分法使用能量状态来刻画共享的集中式储能的剩余电量，模型如下：
[0018][0019]式中：E
b,t
为共享的集中式储能的剩余电量，为对应储能的能量状态的初始值，t为当前的市场运行时刻，η为储能的充放电效率，I为储能电池的负载电流，U
t
为储能电池的端电压；
[0020]进一步的，所述储能调度中的能量状态约束，表示形式为：
[0021][0022][0023]式中：N为构成共享储能的分布式个数，分别表示第i个分布式储能的能量状态下限和上限，P
tch
为第i个分布式储能的充电功率，Δt为共享储能充放电的时间步长，P
tdc
为共享储能的放电功率。
[0024]进一步的，所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：
[0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032]‑
π≤θ
b,t
≤π,
[0033]θ
b,t
＝0,
[0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040]式中：为节点b在时刻t的负荷需求值，为线路l在时刻t的有功潮流，为节点b在时刻t的发电量，为节点b的发电机的发电上限，为节点b的负荷需求的上限，为节点b处的发电机出力上升的爬坡上限，为节点b处的发电机出力下降的爬坡上限，为线路l的潮流上限，X
l
为线路l的电抗，θ
f(l),t
,θ
t(l),t
分别为线路l的发送和接收端的电压相角，θ
b,t
为节点b在时刻t的电压相角，b＝ref表示该节点为松弛节点，对应的相角为0，为节点b上共享储能的充电上限，为布尔型变量，表征节点b上共享储能的充电状态，为节点b上共享储能的放电上限，表征节点b上共享储能的放电状态，E
b
,分别表示节点b上共享储能能量状态的下限和上限，E
b,t
‑1表示t
‑
1时刻的节点b的储能的剩余电量。
[0041]进一步的，所述基于核理论的整个共享储能系统的利益分配约束，表示为：
[0042][0043][0044]作博弈中，按照π来分配合作博弈的收益时的整个合作博弈的不满意度，S为各分布式储能构成整个集中式共享储能的合作联盟，π
n
为第n个分布式储能获得的共享储能的市场收益，v(S)为整个共享储能系统参与电力市场的收益，α(S)为合作博弈中的联盟方式，N为参与合作的分布式储能的数量；
[0045]ε(π,S)表示形式为：
[0046][0047]进一步的，根据获取的所述数据结合所述约束条件，以所述目标函数最小化为优化目标，求解得到共享储能参与电力市场的最优收益和利益分配方案，包括：
[0048]结合所述能量状态等式约束、储能调度中的能量状态约束、共享储能的参与下的整个电力市场的约束求解所述目标函数，得到共享储能在电力市场中的总收益π，该共享储能在电力市场中的总收益π为共享储能参与电力市场的最优收益；
[0049]利用所述基于核理论的整个共享储能系统的利益分配约束和所述共享储能在电
力市场中的总收益π计算出最优的分配结果π
n
。
[0050]一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化装置，包括：
[0051]第一获取模块，用于获取用户负荷、实时电价、电网数据、储能充放电损耗、充放电成本数据；
[0052]第二获取模块，用于获取预先构建的优化模型，所述优化模型包括优化储能调度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，包括：获取用户负荷、实时电价、电网数据、储能充放电损耗、充放电成本数据；获取预先构建的优化模型，所述优化模型包括优化储能调度和运营成本的目标函数和对应约束条件，所述约束条件包括能量状态等式约束、储能调度中的能量状态约束、共享储能的参与下的整个电力市场的约束以及基于核理论的整个共享储能系统的利益分配约束；根据获取的所述数据结合所述约束条件，以所述目标函数最小化为优化目标，求解得到共享储能参与电力市场的最优收益和利益分配方案。2.根据权利要求1所述的集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，所述用户负荷数据包括每个社区级微电网中用户的全年负荷数据；所述实时电价采用峰谷平三时电价；所述电网数据包括各微电网与上级配电网的连接关系，各条支路的电阻和电抗值，以及各支路传输功率的上限；所述储能充放电损耗、充放电成本包括集中式共享储能在电力市场充放电的成本系数，不同能源状态下的储能充放电损耗系数。3.根据权利要求1所述的集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，所述目标函数的构建，包括：以在共享储能参与市场后整个市场最大化其社会效益为目标构建目标函数，所述目标函数表示为：式中：N
g
为整个电力市场中发电机的索引，c
b,t
为发电机b在时刻t的边际成本，为发电机b在时刻t的发电功率，为储能充电和放电的边际成本，为共享储能在时刻t的充电和放电功率，λ
b
(E
b,n
)为储能能量状态为E
b,n
时的充放电损耗系数，v
b,t
为负荷的市场竞标价格，为电力市场中负荷的中标量，π为共享储能在电力市场中的总收益，N
t
为总时间；共享储能在电力市场中的总收益π表示为：式中：p
b,t
为储能b所在节点在时刻t的电价，E
des
,E
tar
分别表示储能调度的最终时刻的实际能量状态和目标能量状态，λ(E)为对应能量状态的运营商的报价。4.根据权利要求3所述的集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，所述能量状态等式约束，表示形式为：基于伏安积分法使用能量状态来刻画共享的集中式储能的剩余电量，模型如下：式中：E
b,t
为共享的集中式储能的剩余电量，为对应储能的能量状态的初始值，t为当前的市场运行时刻，η为储能的充放电效率，I为储能电池的负载电流，U
t
为储能电池的端电压；5.根据权利要求4所述的集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，
所述储能调度中的能量状态约束，表示形式为：所述储能调度中的能量状态约束，表示形式为：式中：N为构成共享储能的分布式个数，分别表示第i个分布式储能的能量状态下限和上限，P
tch
为第i个分布式储能的充电功率，Δt为共享储能充放电的时间步长，P
tdc
为共享储能的放电功率。6.根据权利要求5所述的集中式的共享储能参与电力市场交易优化方法，其特征在于，所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储能的参与下的整个电力市场的约束，表示形式为：所述共享储...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦润，宋顺一，王亚军，张睿，朱昕原，钱康，朱东升，蔡博戎，鹿峪宁，史洋，梁皓天，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：