本技術(shù)涉及電網(wǎng)儲(chǔ)能規(guī)劃領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮市場出清的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源裝機(jī)容量不斷提高，新能源的消納壓力增大，而儲(chǔ)能是促進(jìn)新能源消納，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，規(guī)劃建設(shè)新能源體系的重要戰(zhàn)略支撐。近年來，儲(chǔ)能發(fā)展迅速，目前新增儲(chǔ)能項(xiàng)目，主要以獨(dú)立儲(chǔ)能、新能源配儲(chǔ)等為主，而電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用模式較為單一，且對于市場出清因素考慮不夠全面，導(dǎo)致電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站平均利用率指數(shù)較低，其中平均利用率指數(shù)是指統(tǒng)計(jì)期間儲(chǔ)能電站的利用小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間設(shè)計(jì)充放電小時(shí)數(shù)的比值，且目前儲(chǔ)能電站主動(dòng)運(yùn)行的動(dòng)力未被充分激發(fā)，因此很容易導(dǎo)致儲(chǔ)能設(shè)備資源的浪費(fèi)。另一方面，不同儲(chǔ)能電站作為獨(dú)立主體參與電力市場時(shí)，由于不同儲(chǔ)能電站的投資成本不同，其參與電力市場的運(yùn)行申報(bào)策略不同，而不同儲(chǔ)能電站之間申報(bào)策略的差異性會(huì)影響市場出清模型的計(jì)算效率。

2、為此，如何將獨(dú)立分布的儲(chǔ)能資源聚合，以儲(chǔ)能集群的形式進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)行調(diào)控，并考慮市場出清因素，更加快速高效地獲取儲(chǔ)能電站資源利用率更高的儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，是當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種考慮市場出清的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控方法及裝置，以解決儲(chǔ)能電站利用率不高，導(dǎo)致儲(chǔ)能資源無法得到合理利用的技術(shù)問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種考慮市場出清的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控方法，包括：

3、分別獲取火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)、儲(chǔ)能集群運(yùn)行參數(shù)以及電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，預(yù)測下一完整運(yùn)行周期的電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)預(yù)測的所述電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)、上述火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)以及上述儲(chǔ)能集群運(yùn)行參數(shù)，初始化預(yù)設(shè)的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型；所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，通過耦合儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型以及電力市場出清模型獲?。凰鰞?chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，通過優(yōu)化儲(chǔ)能集群利用率而構(gòu)建獲??；所述電力市場出清模型，通過優(yōu)化所述火電機(jī)組和所述儲(chǔ)能集群的電能量和調(diào)頻容量分配而構(gòu)建獲?。?/p>

5、求解所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，獲取最優(yōu)儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，并根據(jù)所述最優(yōu)儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，設(shè)置各時(shí)段所述儲(chǔ)能集群中各儲(chǔ)能電站的充放電功率以及調(diào)頻容量。

6、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)實(shí)施例具有如下有益效果：在構(gòu)建儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型時(shí)，明確儲(chǔ)能集群的應(yīng)用場景，充分考慮儲(chǔ)能集群中各儲(chǔ)能電站的利用率以及儲(chǔ)能集群與火電機(jī)組電能量和調(diào)頻容量的分配，在滿足電力市場出清要求的同時(shí)，提升各儲(chǔ)能電站的利用率。同時(shí)將不同儲(chǔ)能電站以儲(chǔ)能集群的形式統(tǒng)一參與電力市場出清，降低市場出清模型的計(jì)算復(fù)雜度；此外，通過申請?zhí)岢龅目紤]市場出清的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控方法，可以實(shí)現(xiàn)對包含獨(dú)立儲(chǔ)能電站參與電力市場的應(yīng)用場景進(jìn)行模擬運(yùn)行，可以為儲(chǔ)能的運(yùn)行方案和參與電力市場的申報(bào)策略提供參考，從而提高獨(dú)立儲(chǔ)能電站的利用率和市場出清的計(jì)算效率，使得最終獲取的最優(yōu)儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案更貼近實(shí)際運(yùn)行環(huán)境。

7、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，通過耦合儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型以及電力市場出清模型獲取，包括：

8、對所述電力市場出清模型的拉格朗日函數(shù)的各決策變量求一階偏導(dǎo)，獲取附加等式約束；

9、對所述電力市場出清模型，應(yīng)用kkt條件，獲取附加互補(bǔ)約束；

10、結(jié)合所述儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，以及所述附加等式約束和所述附加互補(bǔ)約束，獲取所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型。

11、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：由于儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型與電力市場出清模型為嵌套優(yōu)化模型，其中儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型求解出的最優(yōu)利用率的儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，會(huì)進(jìn)一步代入至電力市場出清模型，獲取在電力市場出清影響下最優(yōu)成本的儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，然后再將最優(yōu)成本的儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案代入儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，進(jìn)行反復(fù)迭代求解。可以看出在上述求解過程中需要對兩個(gè)模型進(jìn)行反復(fù)迭代計(jì)算，計(jì)算效率不高。而應(yīng)用kkt條件對上述雙層模型做進(jìn)一步處理，可以將電力市場出清模型轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型的附加約束，將雙層模型轉(zhuǎn)化為單層模型求解，提高了求解效率。

12、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，通過優(yōu)化儲(chǔ)能集群利用率而構(gòu)建獲取，包括：

13、通過結(jié)合所述儲(chǔ)能集群的充放電功率、調(diào)頻容量以及電力市場出清價(jià)格，構(gòu)建第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

14、通過結(jié)合儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束以及儲(chǔ)能集群電能量成本、調(diào)頻容量和調(diào)頻里程成本約束，構(gòu)建第一約束；

15、結(jié)合所述第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及所述第一約束，獲取所述儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型。

16、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述通過結(jié)合所述儲(chǔ)能集群的充放電功率、調(diào)頻容量以及電力市場出清價(jià)格，構(gòu)建第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，包括：

17、所述第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，具體為：

18、

19、其中，λt、和分別為時(shí)段t電能量市場、調(diào)頻容量和調(diào)頻里程出清價(jià)格；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的充放電功率；為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的調(diào)頻容量；ses,j為儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻里程因子。

20、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述通過結(jié)合儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束以及儲(chǔ)能集群充放電成本、調(diào)頻容量成本約束，構(gòu)建第一約束，包括：

21、所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束，具體為：

22、

23、所述儲(chǔ)能集群電能量成本、調(diào)頻容量和調(diào)頻里程成本約束，具體為：

24、

25、其中，和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的充放電功率；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大充放電功率；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的調(diào)頻容量和調(diào)頻里程；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大調(diào)頻容量和里程；ses,j為儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻里程因子；ees,j,t為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的能量值；和分別為儲(chǔ)能電站j的充放電效率；和分別為儲(chǔ)能電站j初始能量和末尾能量值；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的充電和放電成本；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大充電和放電成本；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻容量成本和調(diào)頻里程成本；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大調(diào)頻容量成本和調(diào)頻里程成本；為對應(yīng)約束條件的對偶變量。

26、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例提供的儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，具有如下有益效果：將不同儲(chǔ)能電站以集群的形式，統(tǒng)一參與電力市場出清，降低了市場出清模型的復(fù)雜度；在構(gòu)建模型過程中，通過考慮電力市場出清價(jià)格，結(jié)合儲(chǔ)能集群的充放電功率和調(diào)頻容量，準(zhǔn)確評估了儲(chǔ)能集群中各儲(chǔ)能電站的利用率，從而提高了各儲(chǔ)能電站的利用率。

27、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述電力市場出清模型，通過優(yōu)化所述火電機(jī)組和所述儲(chǔ)能集群的電能量和調(diào)頻容量分配而構(gòu)建獲取，包括：

28、通過結(jié)合所述火電機(jī)組以及所述儲(chǔ)能集群的電能量和調(diào)頻容量分配，構(gòu)建第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

29、通過結(jié)合儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束、電網(wǎng)運(yùn)行平衡約束、火電機(jī)組運(yùn)行約束以及系統(tǒng)調(diào)頻需求約束，構(gòu)建第二約束；

30、結(jié)合所述第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及所述第二約束，獲取所述電力市場出清模型。

31、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述通過結(jié)合所述火電機(jī)組以及所述儲(chǔ)能集群的電能量和調(diào)頻容量分配，構(gòu)建第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，包括：

32、所述第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，具體為：

33、

34、其中，priceg,i,t為時(shí)段t火電機(jī)組i的發(fā)電成本；pg,i,t為時(shí)段t火電機(jī)組i的中標(biāo)的發(fā)電量；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的充電和放電成本；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的充放電功率；和分別為時(shí)段t火電機(jī)組i和儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻容量成本；和火電機(jī)組i和儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻里程成本；sg,i和ses,j分別為火電機(jī)組i和儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻里程因子；和分別為時(shí)段t火電機(jī)組i和儲(chǔ)能電站j的中標(biāo)的調(diào)頻容量。

35、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述通過結(jié)合儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束、電網(wǎng)運(yùn)行平衡約束、火電機(jī)組運(yùn)行約束以及系統(tǒng)調(diào)頻需求約束，構(gòu)建第二約束，包括：

36、所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行約束，具體為：

37、

38、所述電網(wǎng)運(yùn)行平衡約束，具體為：

39、

40、所述火電機(jī)組運(yùn)行約束，具體為：

41、

42、所述系統(tǒng)調(diào)頻需求約束，具體為：

43、

44、其中，和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的充放電功率；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大充放電功率；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j中標(biāo)的調(diào)頻容量和調(diào)頻里程；和分別為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的最大調(diào)頻容量和里程；ses,j為儲(chǔ)能電站j的調(diào)頻里程因子；ees,j,t為時(shí)段t儲(chǔ)能電站j的能量值；和分別為儲(chǔ)能電站j的充放電效率；和分別為儲(chǔ)能電站j初始能量和末尾能量值；ψg(b)、ψes(b)、ψload(b)分別表示位于節(jié)點(diǎn)b的火電機(jī)組、儲(chǔ)能電站和負(fù)荷的集合；pg,i,t為時(shí)段t火電機(jī)組i的中標(biāo)的發(fā)電量；表示與節(jié)點(diǎn)b相連的支路集合；pl,t為時(shí)刻t線路l流入節(jié)點(diǎn)b的功率；pd,t為負(fù)荷d的功率；λt、和分別為時(shí)段t電能量市場、調(diào)頻容量和調(diào)頻里程出清價(jià)格，也為對應(yīng)約束條件的對偶變量；為線路傳輸?shù)淖畲蠊β?；plij,t為時(shí)刻t線路lij的傳輸功率；θi,t和θj,t為時(shí)段t線路lij兩端的相角；xij為線路lij的電抗；表示與節(jié)點(diǎn)i相連的支路集合；和分別為時(shí)段t火電機(jī)組i的最小出力和最大出力；和為時(shí)段t火電機(jī)組i的中標(biāo)的調(diào)頻容量和調(diào)頻里程；和分別為時(shí)段t火電機(jī)組i的最大調(diào)頻容量和最大調(diào)頻里程；sg,i火電機(jī)組i的調(diào)頻里程因子；和分別為時(shí)段t系統(tǒng)的調(diào)頻容量需求和調(diào)頻里程需求；

45、為對應(yīng)約束條件的對偶變量。

46、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例提供的電力市場出清模型，具有如下有益效果：本技術(shù)通過動(dòng)態(tài)調(diào)整火電機(jī)組與儲(chǔ)能集群中各儲(chǔ)能電站的電能量和調(diào)頻容量分配，構(gòu)建電力市場出清模型，在獲取電力市場出清電價(jià)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對火電機(jī)組和儲(chǔ)能集群的運(yùn)行優(yōu)化，從而為儲(chǔ)能集群的運(yùn)行策略提供參考，提升儲(chǔ)能電站的利用率。

47、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種考慮市場出清的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控裝置，包括：第一數(shù)據(jù)預(yù)獲取模塊、模型初始化模塊以及方案獲取模塊；

48、其中，所述第一數(shù)據(jù)預(yù)獲取模塊，用于分別獲取火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)、儲(chǔ)能集群運(yùn)行參數(shù)以及電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，預(yù)測下一完整運(yùn)行周期的電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)；

49、所述模型初始化模塊，用于根據(jù)預(yù)測的所述電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)、所述火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)以及所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行參數(shù)，初始化預(yù)設(shè)的儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型；所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，通過耦合儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型以及電力市場出清模型獲??；所述儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，通過優(yōu)化儲(chǔ)能集群利用率而構(gòu)建獲??；所述電力市場出清模型，通過優(yōu)化所述火電機(jī)組和所述儲(chǔ)能集群的電能量和調(diào)頻容量分配而構(gòu)建獲??；

50、所述方案獲取模塊，用于求解所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，獲取最優(yōu)儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，并根據(jù)所述最優(yōu)儲(chǔ)能集群運(yùn)行方案，設(shè)置各時(shí)段所述儲(chǔ)能集群中各儲(chǔ)能電站的充放電功率以及調(diào)頻容量。

51、在本技術(shù)第二方面的一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型，通過耦合儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型以及電力市場出清模型獲取，包括：

52、對所述電力市場出清模型的拉格朗日函數(shù)的各決策變量求一階偏導(dǎo)，獲取附加等式約束；

53、對所述電力市場出清模型，應(yīng)用kkt條件，獲取附加互補(bǔ)約束；

54、結(jié)合所述儲(chǔ)能集群利用率優(yōu)化模型，以及所述附加等式約束和所述附加互補(bǔ)約束，獲取所述儲(chǔ)能集群運(yùn)行調(diào)控模型。