电池储能参与多重频率响应市场的两阶段功率调控方法技术

本发明专利技术公开了一种电池储能参与多重频率响应市场的两阶段功率调控方法，包括：1基于改进的

【技术实现步骤摘要】
电池储能参与多重频率响应市场的两阶段功率调控方法


[0001]本专利技术涉及配电网储能功率调控领域，具体地说是一种电池储能参与多重频率响应市场的两阶段功率调控方法
。

技术介绍

[0002]随着可再生能源渗透率与日俱增，导致系统频率稳定问题凸显，系统快速频率响应需求难以满足
。
因此，亟需提高配电网灵活调节能力，以缓解日益增长的峰值负荷和频率响应压力
。
电池储能响应速度快
、
便于精准控制与双向调节，能够有效控制功率越限问题，提高可再生能源消纳率，作为支撑高比例可再生能源系统的一种灵活性调节资源，已成为配电网频率调节的重要手段之一
。
[0003]当前，已有学者针对储能在能源套利
、
调峰
、
频率调节等不同应用下的储能系统单一服务的运行调度策略开展大量研究
。
然而，现代电网对能量及功率需求复杂多样，面向不同应用场景，兼顾储能运行状态和控制效果，缺少储能提供多种频率响应服务的能量管理方案，以满足差异化的市场功率指令
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池储能参与多重频率响应市场的两阶段功率调控方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一
、
生成表征风电出力和负荷需求的典型场景集：步骤
1.1、
采集风电出力和负荷需求的历史数据，并利用式
(1)
计算第
i
个随机变量的目标场景的归一化矩阵标场景的归一化矩阵式
(1)
中，
i
＝
1,
…
,N
W
，
N
W
表示随机变量的总数，所述随机变量包括：风电出力和负荷需求，分别表示第
i
个随机变量的期望
、
标准差
、
偏度和峰度，即随机特征；步骤
1.2、
生成表征风电出力和负荷需求的随机场景；步骤
1.2.1、
随机生成
N
W
个随机变量的
N
H
个随机场景步骤
1.2.2、
利用式
(2)
得到满足目标场景的输出矩阵得到满足目标场景的输出矩阵式
(2)
中，
L
为下三角变换矩阵；步骤
1.2.3、
利用式
(3)
得到满足目标场景的变换矩阵
Z
i
；
Z
i
＝
a
i
+b
i
Y
i
+c
i
Y
i2
+d
i
Y
i3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
式
(3)
中，
a
i
、b
i
、c
i
和
d
i
为第
i
个随机变量的四个变换系数，
Z
i
和
Y
i
分别为第
i
个随机变量的变换向量和输出向量；步骤
1.3、
利用式
(4)
计算第
i
个随机变量的第
j
个生成场景和目标场景的误差并判断是否成立，若成立，则表示误差稳定，并转至步骤4，否则，转至步骤2，其中，表示误差阈值；式
(4)
中，和分别为第
i
个随机变量的第
j
个生成场景的期望和目标场景的期望，为第
i
个随机变量的第
j
个生成场景的第
k
个随机特征，为第
i
个随机变量的目标场景的第
k
个随机特征；步骤
1.4、
利用式
(5)
确定不同的聚类数
c
H
下的损失值
SSE
，基于肘部法则绘制
SSE
‑
c
H
二维折线图，并从中寻找曲线肘点以确定最优聚类数
c
Hm
，用于生成风电出力和负荷需求的典型场景集型场景集式
(5)
中，
p
为第
c
个典型场景集
L
c
中的任意一个生成场景，
q
c
为第
c
个典型场景集
L
c
的聚
类中心；步骤二
、
构建面向配电网多种频率支撑服务的电池储能时序优化模型：步骤
2.1、
构建面向一次调频服务的电池储能时序优化模型；步骤
2.1.1、
利用式
(6)
确定电池储能提供一次调频服务的综合目标函数
R
FCR
；式
(6)
中，和分别表示第
m
个周期内一次调频的提交容量和质量系数，和
α
line
分别表示第
s
个时刻的功率越限波动量和惩罚系数，
Δ
P
lim
为风电有功出力的波动限值，
N
s
表示秒级时间增量总数；步骤
2.1.2、
利用式
(7)
‑
式
(9)
构建综合目标函数
R
FCR
的约束条件；的约束条件；的约束条件；式
(7)
和
(8)
中，为第
s
个时刻一次调频功率，和分别为储能额定功率上
、
下限；为第
s
个时刻储能剩余容量，和表示第
s
个时刻一次调频充放电功率，
η
为充放电效率，为额定容量；式
(9)
中，表示一次调频容量需求；步骤
2.2、
基于闲时复用响应策略，构建面向二次调频市场的电池储能时序优化模型；步骤
2.2.1、
利用式
(10)
确定电池储能提供二次调频服务的综合目标函数
R
SFR
；式
(10)
中，和分别为第
m
个周期内二次调频提交的调频容量和质量系数；
α
mis
为调频偏差惩罚系数；为第
s
个时刻的二次调频调控功率；
b
s
表示第
s
个时刻的调频信号；步骤
2.2.2、
利用式
(11
‑
1)
‑
式
(12)
构建综合目标函数
R
SFR
的约束条件；的约束条件；的约束条件；的约束条件；的约束条件；式
(11
‑
1)
‑
式
(11
‑
4)
中，和分别为参与一次调频服务功率上
、
下限；和分别为参与一次调频服务容量上
、
下限；和分别为参与二次调频服务功率上
、
下限；和分别为参与二次调频服务容量上
、
下限；式
(12)
中，为二次调频服务需求容量；步骤三
、
以频率响应市场服务质量最优为目标，构建电池储能两阶段容量功率分配模
型，包括：调频基点
RB
模型和实时频率响应
RF
模型：步骤
3.1、
第一阶段为调频容量分配阶段；步骤
3.1.1、
利用式
(13)
构建调频基点
RB
模型的目标函数
g1；式
(13)
中，
ρ
c
为典型场景
q
c
发生的概率，

【专利技术属性】
技术研发人员：尹亚元，潘文虎，凌晓斌，苏志朋，徐斌，王小明，姚艳，吴红斌，赵文广，杨晓娟，汪超，徐涛，宋铭敏，陈彦斌，张聪颖，周启扬，俞鹏，夏颖，董月，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院国网安徽省电力有限公司合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：