本發(fā)明涉及調(diào)峰調(diào)頻應(yīng)用，具體為一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著電力負(fù)荷的快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐步增大，與此同時(shí)，隨機(jī)性、波動(dòng)性、不可調(diào)度性的可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題更加突出，也給電力調(diào)度造成一系列的困難，電力系統(tǒng)中電源及輸配電設(shè)備均按照電網(wǎng)高峰負(fù)荷規(guī)劃建設(shè)，但電網(wǎng)高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間較短，導(dǎo)致為滿足高峰負(fù)荷需求而規(guī)劃建設(shè)的電力設(shè)備資產(chǎn)利用率較低，隨著我國(guó)發(fā)電接入規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，直接影響電網(wǎng)的調(diào)峰能力、頻率穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行；

2、電池儲(chǔ)能由于其響應(yīng)速度快、控制精度高的特點(diǎn)，利用電池儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻是一個(gè)很好的選擇，由于調(diào)峰、調(diào)頻的時(shí)間尺度不同，為了精確分配電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰調(diào)頻的出力，需要考慮電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻不同時(shí)間尺度的優(yōu)化，電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻難以確保電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的準(zhǔn)確性，若無(wú)法維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定以及合理分配電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻的出力，會(huì)影響電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻總收益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策方法，包括以下步驟：

3、s1、一次調(diào)頻：通過(guò)一次調(diào)頻使整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致，輸入采樣周期為2秒的信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)頻率的持續(xù)監(jiān)測(cè)，按照發(fā)電控制區(qū)域來(lái)選擇調(diào)頻信號(hào)源，計(jì)算區(qū)域控制誤差，并根據(jù)區(qū)域控制誤差控制多個(gè)區(qū)域，區(qū)域控制誤差是衡量電力系統(tǒng)控制區(qū)域的負(fù)荷與發(fā)電不平衡的指標(biāo)；

4、s2、二次調(diào)頻：當(dāng)電網(wǎng)經(jīng)過(guò)一次調(diào)頻后無(wú)法將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值時(shí)，進(jìn)行二次調(diào)頻，通過(guò)控制調(diào)頻器，增加發(fā)電機(jī)出力，當(dāng)負(fù)荷變化量仍大于發(fā)電機(jī)的輸出機(jī)械功率，繼續(xù)增加發(fā)電機(jī)出力，使發(fā)電機(jī)輸出的機(jī)械功率增加量剛好等于初始的負(fù)荷變化量，到達(dá)新的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻的無(wú)差調(diào)節(jié)；

5、s3、構(gòu)建電池儲(chǔ)能的狀態(tài)變量：通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)電池儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻進(jìn)行建模，獲取電池儲(chǔ)能基本參數(shù)和電力市場(chǎng)調(diào)頻定價(jià)，確定電池儲(chǔ)能首、末荷電狀態(tài)，基本參數(shù)包括電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率，一起構(gòu)建電池儲(chǔ)能狀態(tài)變量集合；

6、s4、獲得電池儲(chǔ)能最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)：獲得調(diào)頻時(shí)段內(nèi)電網(wǎng)新能源滲透率從而確定目標(biāo)精度，并根據(jù)獲取的電池儲(chǔ)能基本信息獲得跟蹤精度，通過(guò)對(duì)比跟蹤精度與目標(biāo)精度，得到電池儲(chǔ)能最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)；

7、s5、構(gòu)建電池儲(chǔ)能的決策變量：根據(jù)電池儲(chǔ)能的充放電功率構(gòu)建電池儲(chǔ)能的決策變量集合，該集合包括電池儲(chǔ)能調(diào)頻基值即電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰的出力，以及電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率，電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰的出力跟隨電力市場(chǎng)電價(jià)每5分鐘變化一次，電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率隨調(diào)頻信號(hào)變化每4秒決策一次；

8、s6、確定電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻所獲總收益最大化的目標(biāo)函數(shù)：根據(jù)電池儲(chǔ)能的狀態(tài)變量來(lái)表示電池儲(chǔ)能容量的關(guān)系，進(jìn)而確定電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻所獲總收益最大化的目標(biāo)函數(shù)；

9、s7、計(jì)算電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻出力：電池儲(chǔ)能的兩個(gè)決策變量的時(shí)間尺度不同，分別是5分鐘變化一次的調(diào)頻基值和4秒變化一次的調(diào)頻出力，因此建立三個(gè)時(shí)間尺度的模型，依次計(jì)算電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻出力，三個(gè)時(shí)間尺度的模型分別是時(shí)間尺度為1小時(shí)的容量模型、時(shí)間尺度為5分鐘的調(diào)頻基值模型和時(shí)間尺度為4秒的調(diào)頻模型。

10、優(yōu)選的，所述步驟s1中，一次調(diào)頻是將基于gps定位的實(shí)時(shí)設(shè)備連接到調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)，若當(dāng)前控制區(qū)域的發(fā)電量與負(fù)荷發(fā)生不平衡時(shí)，其他控制區(qū)域通過(guò)聯(lián)絡(luò)線上功率的變化量進(jìn)行功率交換，從而使整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致；

11、所述步驟s3中，電池儲(chǔ)能狀態(tài)變量集合包括電池儲(chǔ)能容量、regd調(diào)頻信號(hào)、電力市場(chǎng)電價(jià)以及反映電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)力度的電池儲(chǔ)能跟蹤精度，regd調(diào)頻信號(hào)每4秒鐘變化一次，電力市場(chǎng)電價(jià)每5分鐘變化一次，電池儲(chǔ)能跟蹤精度每小時(shí)評(píng)估一次跟蹤精度，regd是區(qū)域控制誤差經(jīng)過(guò)高通濾波器產(chǎn)生的信號(hào)，用于響應(yīng)速度快的動(dòng)態(tài)調(diào)頻電源。

12、優(yōu)選的，所述步驟s4包括以下步驟：

13、s401、根據(jù)調(diào)頻時(shí)段內(nèi)電網(wǎng)新能源滲透率確定電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)精度；

14、s402、設(shè)定電池儲(chǔ)能調(diào)頻定價(jià)初始值，根據(jù)獲取的電池儲(chǔ)能基本信息，以電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰調(diào)頻的總收益最大化為目標(biāo)求解電池儲(chǔ)能對(duì)調(diào)頻信號(hào)的跟蹤決策；

15、s403、根據(jù)跟蹤決策計(jì)算出電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的跟蹤精度；

16、s404、通過(guò)對(duì)比跟蹤精度與目標(biāo)精度，不斷更新調(diào)頻定價(jià)以影響電池儲(chǔ)能的調(diào)頻出力，直至電池儲(chǔ)能跟蹤精度達(dá)到電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)精度，從而得到電池儲(chǔ)能最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)。

17、優(yōu)選的，所述步驟s5包括以下步驟：

18、s501、表示電池儲(chǔ)能充電；

19、s502、表示電池儲(chǔ)能放電；

20、s503、表示電池儲(chǔ)能完全跟蹤調(diào)頻信號(hào)，表示電池儲(chǔ)能調(diào)頻基值，表示電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率，dt表示regd調(diào)頻信號(hào)。

21、優(yōu)選的，所述步驟s6中，總收益包括兩部分，一部分收益由電池儲(chǔ)能充放電產(chǎn)生，受電力市場(chǎng)電價(jià)影響，另一部分收益為電池儲(chǔ)能調(diào)頻績(jī)效補(bǔ)償收益，由調(diào)頻定價(jià)和電池儲(chǔ)能跟蹤精度決定；

22、確定電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻所獲總收益最大化的目標(biāo)函數(shù)為：

23、

24、其中，vte表示t時(shí)刻電力市場(chǎng)電價(jià)，xt表示電池儲(chǔ)能的決策變量集合，t表示時(shí)刻，t表示整個(gè)時(shí)段，δt表示部分時(shí)段，vtfr表示t時(shí)刻電池儲(chǔ)能參與調(diào)頻的績(jī)效補(bǔ)償收益，gt表示t時(shí)段內(nèi)電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)偏差的平均值，表示t時(shí)段內(nèi)電力市場(chǎng)調(diào)頻定價(jià)，ηd表示電池儲(chǔ)能放電效率，k表示t時(shí)段內(nèi)投標(biāo)功率，vt表示電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻所獲總收益最大化；

25、優(yōu)選的，所述步驟s7包括以下步驟：

26、s701、電池儲(chǔ)能的狀態(tài)變量由電池儲(chǔ)能容量和電力市場(chǎng)電價(jià)組成，決策變量為電池儲(chǔ)能跟隨電池儲(chǔ)能每5分鐘變化一次的充放電功率，采用貝爾曼最優(yōu)方程來(lái)表示中間時(shí)刻到最后一個(gè)時(shí)刻儲(chǔ)能參與電網(wǎng)服務(wù)的收益最大值，由此，每小時(shí)清算一次電池儲(chǔ)能容量值，作為調(diào)頻基值模型的初始值；

27、s702、在時(shí)間尺度為5分鐘的調(diào)頻基值模型下，添加對(duì)調(diào)頻時(shí)刻期間內(nèi)電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的精度的預(yù)設(shè)值，并在每個(gè)5分鐘內(nèi)保持不變，當(dāng)該預(yù)設(shè)值等于0時(shí)，表示調(diào)頻時(shí)刻期間電池儲(chǔ)能完全不跟蹤調(diào)頻信號(hào)，當(dāng)該預(yù)設(shè)值等于1時(shí)，表示電池儲(chǔ)能完全跟蹤信號(hào)，調(diào)頻基值作為決策變量，通過(guò)遞歸算法得到整個(gè)時(shí)間段內(nèi)及每一時(shí)刻電池儲(chǔ)能收益的最大值，從而確定電池儲(chǔ)能的調(diào)頻基值和每個(gè)5分鐘內(nèi)電池儲(chǔ)能跟蹤精度。

28、優(yōu)選的，所述步驟s7還包括以下步驟：

29、s703、在時(shí)間尺度為4秒的調(diào)頻模型下，在每個(gè)5分鐘周期內(nèi)，電池儲(chǔ)能調(diào)頻基值和電力市場(chǎng)電價(jià)保持不變，電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率作為唯一變量，求解電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的決策變量，根據(jù)決策變量得到電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的跟蹤精度最大值。

30、一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策系統(tǒng)，包括一次調(diào)頻單元、二次調(diào)頻單元、狀態(tài)變量構(gòu)建單元、最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)獲得單元、決策變量構(gòu)建單元、目標(biāo)函數(shù)確定單元和調(diào)峰調(diào)頻出力獲得單元；

31、所述一次調(diào)頻單元通過(guò)一次調(diào)頻使整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致，輸入采樣周期為2秒的信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)頻率的持續(xù)監(jiān)測(cè)，按照發(fā)電控制區(qū)域來(lái)選擇調(diào)頻信號(hào)源，計(jì)算區(qū)域控制誤差，并根據(jù)區(qū)域控制誤差控制多個(gè)區(qū)域，區(qū)域控制誤差是衡量電力系統(tǒng)控制區(qū)域的負(fù)荷與發(fā)電不平衡的指標(biāo)；

32、所述二次調(diào)頻單元當(dāng)電網(wǎng)經(jīng)過(guò)一次調(diào)頻后無(wú)法將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值時(shí)，進(jìn)行二次調(diào)頻，通過(guò)控制調(diào)頻器，增加發(fā)電機(jī)出力，當(dāng)負(fù)荷變化量仍大于發(fā)電機(jī)的輸出機(jī)械功率，繼續(xù)增加發(fā)電機(jī)出力，使發(fā)電機(jī)輸出的機(jī)械功率增加量剛好等于初始的負(fù)荷變化量，到達(dá)新的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻的無(wú)差調(diào)節(jié)；

33、所述狀態(tài)變量構(gòu)建單元通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)電池儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻進(jìn)行建模，獲取電池儲(chǔ)能基本參數(shù)和電力市場(chǎng)調(diào)頻定價(jià)，確定電池儲(chǔ)能首、末荷電狀態(tài)，基本參數(shù)包括電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率，一起構(gòu)建電池儲(chǔ)能狀態(tài)變量集合；

34、所述最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)獲得單元獲得調(diào)頻時(shí)段內(nèi)電網(wǎng)新能源滲透率從而確定目標(biāo)精度，并根據(jù)獲取的電池儲(chǔ)能基本信息獲得跟蹤精度，通過(guò)對(duì)比跟蹤精度與目標(biāo)精度，得到電池儲(chǔ)能最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)；

35、所述決策變量構(gòu)建單元根據(jù)電池儲(chǔ)能的充放電功率構(gòu)建電池儲(chǔ)能的決策變量集合，該集合包括電池儲(chǔ)能調(diào)頻基值即電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰的出力，以及電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率，電池儲(chǔ)能參與調(diào)峰的出力跟隨電力市場(chǎng)電價(jià)每5分鐘變化一次，電池儲(chǔ)能響應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的功率隨調(diào)頻信號(hào)變化每4秒決策一次；

36、所述目標(biāo)函數(shù)確定單元根據(jù)電池儲(chǔ)能的狀態(tài)變量來(lái)表示電池儲(chǔ)能容量的關(guān)系，進(jìn)而確定電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻所獲總收益最大化的目標(biāo)函數(shù)；

37、所述調(diào)峰調(diào)頻出力獲得單元對(duì)于電池儲(chǔ)能的兩個(gè)決策變量的時(shí)間尺度建立三個(gè)時(shí)間尺度的模型，依次計(jì)算電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻出力，三個(gè)時(shí)間尺度的模型分別是時(shí)間尺度為1小時(shí)的容量模型、時(shí)間尺度為5分鐘的調(diào)頻基值模型和時(shí)間尺度為4秒的調(diào)頻模型。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

39、本發(fā)明通過(guò)一次調(diào)頻一定程度改善系統(tǒng)頻率偏差，接著通過(guò)二次調(diào)頻實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)，即將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值，通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)電池儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻進(jìn)行建模，以電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻收益最大化為目標(biāo)，獲得電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻出力，可以保證電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻總收益最大化的同時(shí)，合理分配電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻的出力，實(shí)現(xiàn)了電池儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻的不同時(shí)間尺度的優(yōu)化，此外，通過(guò)對(duì)比新能源滲透率確定的目標(biāo)精度和收益最大化的電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的跟蹤精度，得到電池儲(chǔ)能最優(yōu)調(diào)頻定價(jià)，可以保證電池儲(chǔ)能完成調(diào)峰服務(wù)的同時(shí)，最大限度地參與調(diào)頻，以確保電池儲(chǔ)能跟蹤調(diào)頻信號(hào)的準(zhǔn)確性，維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。