一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法技术

一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法

【技术实现步骤摘要】
一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及电力系统调度自动化
，尤其涉及一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法
、
装置及设备
。

技术介绍

[0002]随着风电渗透率不断升高，电力市场改革的不断深化，电网的安全稳定性问题愈发突出
。
为了更好地应对电量缺口
、
频率波动对电力系统安全稳定运行所带来的影响，电力系统需要加装储能设备
。
目前，多个省份允许储能作为独立主体参与现货市场交易，因此储能的容量配置问题成为当下研究的焦点
。
现有的储能容量配置模型一般采用单层优化模型，通过对市场价格做出一定的预测，并以此来计算储能的日运行成本
。
然而电力市场价格预测的难度较大，预测数据存在不精确的问题，预测的市场出清价格可能与真实价格偏差较大，从而导致不能有效配置储能容量
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不能有效配置储能容量的缺陷与问题，提供一种能有效配置储能容量的考虑市场出清收益的储能容量配置方法
、
装置及设备
。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法，包括：
[0005]建立深度调峰市场出清模型，进行市场出清费用计算，并根据深度调峰市场出清结果，建立深度调峰补偿项；
[0006]建立考虑市场出清收益的储能容量配置双层模型，上层模型为储能容量配置模型，该模型以日均储能投资成本
、
储能日运行总收益
、
储能缓解深度调峰补偿为目标函数；下层模型为电能量
‑
调频联合市场出清模型；
[0007]采用
KKT
条件和对偶理论将储能容量配置双层模型转化为单层模型进行求解
。
[0008]所述深度调峰市场出清模型的目标函数为：
[0009]；
[0010]式中，
、、
分别表示调度周期
、
深度调峰火电机组总数
、
机组调峰出力分段数；为深度调峰市场运行成本；为参与深度调峰的机组在不投油调峰区间调峰报价；为时刻参与深度调峰的机组在不投油调峰区间的深度调峰中标功率；为参与深度调峰的机组在投油调峰区间的调峰报价；为时刻参与深度调峰的机组在投油调峰区间的深度调峰中标功率；为深度调峰弃风松弛变量；为单位弃风惩罚系数
。
[0011]将深度调峰市场出清模型做对偶变化计算市场出清边际价格，然后将市场出清边际价格与各机组的市场出清中标量做乘积，得到市场出清费用，深度调峰市场出清费用
的表达式为：
[0012]；
[0013]式中，为时刻深度调峰统一出清电价；为调峰机组在深度调峰市场的中标总量
。
[0014]建立深度调峰补偿项包括以下步骤：
[0015]根据各个机组在深度调峰市场的中标量总和，制定补偿的第一区间，第一区间的风电消纳量为：
[0016]；
[0017]式中，表示风电站总数；为风电站在时刻的输出功率；为未配置储能时的系统风电总消纳量；
[0018]根据深度调峰市场中的弃风松弛变量制定弃风惩罚项，并将其作为补偿的第二区间，第二区间的风电消纳量为：
[0019]；
[0020]式中，为调峰机组在深度调峰市场的中标总量
。
[0021]所述储能容量配置模型的目标函数为：
[0022]；
[0023]；
[0024]；
[0025]；
[0026]式中，为储能日运行总收益；为日均储能投资成本；为深度调峰补偿项；为电能量出清价格；为配置储能放电功率；为配置储能充电功率；
为调频容量出清价格；为配置储能的中标调频容量；为调频里程出清价格；为配置储能的中标调频里程；为配置储能单位容量投资成本；为储能配置的容量；为配置储能单位功率投资成本；为储能配置的功率；为折现率；为储能运行年限；为配置储能的单位功率维护成本；为深度调峰市场出清费用；为深度调峰惩罚成本；为风电站在时刻的输出功率；为未配置储能时的系统风电总消纳量；为调峰机组在深度调峰市场的中标总量；为深度调峰弃风松弛变量；
、
分别为深度调峰补偿系数
、
弃风惩罚补偿折算系数；
、
分别为风电深度调峰区间标识
、
风电弃风区间标识
。
[0027]所述储能容量配置模型的约束条件包括标识储能容量配置约束
、
储能功率配置约束
、
容量
‑
功率配比约束
、
放电价格约束
、
充电价格约束和调频价格约束
。
[0028]所述电能量
‑
调频联合市场出清模型的目标函数为：
[0029]；
[0030]式中，表示火电机组常规调峰出力分段数；表示储能数量；为火电机组第段发电报价；为火电机组第段在时刻中标电量；
、
分别为火电机组的调频容量报价
、
调频里程报价；
、
分别为火电机组在时刻中标调频容量和调频里程；
、
为储能的充放电报价；
、
为储能在时刻中标充放电量；
、
为储能的调频容量报价
、
调频里程报价；
、
为储能在时刻中标调频容量和调频里程；为储能的中标放电价格；为配置储能放电功率；为储能的中标充电报价；为配置储能充电功率；为储能的调频容量报价；为配置储能中标调频容量；为储能的调频里程报价；为配置储能中标调频里程；为风电报价；为风电站在时刻的输出功率
。
[0031]所述电能量
‑
调频联合市场出清模型的约束包括系统功率平衡约束
、
调频容量里程约束
、
火电机组出力约束
、
机组调频容量
‑
里程约束
、
爬坡约束和输电线路功率约束
。
[0032]一种考虑市场出清收益的储能容量配置装置，包括：
[0033]深度调峰补偿项建立模块，用于建立深度调峰市场出清模型，进行市场出清费用计算，并根据深度调峰市场出清结果，建立深度调峰补偿项；
[0034]储能容量配置双层模型建立模块，用于建立考虑市场出清收益的储能容量配置双层模型，上层模型为储能容量配置模型，该模型以日均储能投资成本
、
储能日运行总收益
、
储能缓解深度调峰补偿为目标函数；下层模型为电能量
‑
调频联合市场出清模型；
[0035]储能容量配置双层模型求解模块，用于采用
KKT
条件和对偶理论将储能容量配置双层模型转化为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法，其特征在于，包括：建立深度调峰市场出清模型，进行市场出清费用计算，并根据深度调峰市场出清结果，建立深度调峰补偿项；所述深度调峰市场出清模型的目标函数为：；式中，
、、
分别表示调度周期
、
深度调峰火电机组总数
、
机组调峰出力分段数；为深度调峰市场运行成本；为参与深度调峰的机组在不投油调峰区间调峰报价；为时刻参与深度调峰的机组在不投油调峰区间的深度调峰中标功率；为参与深度调峰的机组在投油调峰区间的调峰报价；为时刻参与深度调峰的机组在投油调峰区间的深度调峰中标功率；为深度调峰弃风松弛变量；为单位弃风惩罚系数；将深度调峰市场出清模型做对偶变化计算市场出清边际价格，然后将市场出清边际价格与各机组的市场出清中标量做乘积，得到市场出清费用，深度调峰市场出清费用的表达式为：；式中，为时刻深度调峰统一出清电价；为调峰机组在深度调峰市场的中标总量；建立深度调峰补偿项包括以下步骤：根据各个机组在深度调峰市场的中标量总和，制定补偿的第一区间，第一区间的风电消纳量为：；式中，表示风电站总数；为风电站在时刻的输出功率；为未配置储能时的系统风电总消纳量；根据深度调峰市场中的弃风松弛变量制定弃风惩罚项，并将其作为补偿的第二区间，第二区间的风电消纳量为：；式中，为调峰机组在深度调峰市场的中标总量；建立考虑市场出清收益的储能容量配置双层模型，上层模型为储能容量配置模型，该模型以日均储能投资成本
、
储能日运行总收益
、
储能缓解深度调峰补偿为目标函数；下层模型为电能量
‑
调频联合市场出清模型；所述电能量
‑
调频联合市场出清模型的目标函数为：
；式中，表示火电机组常规调峰出力分段数；表示储能数量；为火电机组第段发电报价；为火电机组第段在时刻中标电量；
、
分别为火电机组的调频容量报价
、
调频里程报价；
、
分别为火电机组在时刻中标调频容量和调频里程；
、
为储能的充放电报价；
、
为储能在时刻中标充放电量；
、
为储能的调频容量报价
、
调频里程报价；
、
为储能在时刻中标调频容量和调频里程；为储能的中标放电价格；为配置储能放电功率；为储能的中标充电报价；为配置储能充电功率；为储能的调频容量报价；为配置储能中标调频容量；为储能的调频里程报价；为配置储能中标调频里程；为风电报价；为风电站在时刻的输出功率；采用
KKT
条件和对偶理论将储能容量配置双层模型转化为单层模型进行求解
。2.
根据权利要求1所述的一种考虑市场出清收益的储能容量配置方法，其特征在于，所述储能容量配置模型的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：万靖，方仍存，陈睿，陈艳波，陈泽宇，别芳玫，范玉宏，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：