CN111680816A - 一种提供多重服务的储能***运营方法及*** - Google Patents

一种提供多重服务的储能***运营方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提供多重服务的储能***运营方法及***，所述方法包括：确认储能***提供的多重服务类型；建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型；基于所述单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；根据储能***的所述多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。

Description

一种提供多重服务的储能***运营方法及***
技术领域
本发明涉及电网侧储能应用与价值评估技术领域，更具体地，涉及一种提供多重服务的储能***运营方法及***。
背景技术
近年来，随着大规模储能技术的进步、成本的降低、扶持政策的出台，储能在发电侧、电网侧、用户侧以及新能源电源侧等场景下的项目数量和装机容量大幅增加。根据最新的统计数据显示，截至2019年6月底，中国已投运电化学储能项目的累计装机规模为1280.3MW，占中国储能市场的4.1％，较2018年底增长了19.4％，典型示范项目如河南电网100MW/100MWh储能电站、江苏镇江101MW/202MWh储能电站、广东电网5MW/10MWh储能电站、湖南长沙60MW/120MWh储能电站，主要用于参与电网调峰、调频、电力辅助服务以及提升电网安全稳定性等。储能技术因具备四象限有功、无功秒级响应能力，可在不同应用场景下提供不同的服务，但不同服务间存在时序性的制约，如何响应电网功能需求，提升储能应用的经济性，探讨储能提供多种服务的运营策略，具有一定的现实意义。
因此，需要一种技术，以实现多重服务的储能***优化运营策略。
发明内容
本发明技术方案提供了一种提供多重服务的储能***运营方法及***，以解决多重服务的储能***如何优化运营策略的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种提供多重服务的储能***运营方法，所述方法包括：
确认储能***提供的多重服务类型；
建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型；
基于所述单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；
根据储能***的所述多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
优选地，所述多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；
所述辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000021
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000022
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000023
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000024
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000031
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000032
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA0002460117360000033
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000034
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000035
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000036
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000037
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000038
是提供备用服务时储能***放电功率；
Figure BDA0002460117360000039
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
优选地，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，所述反馈信息包括所述储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；所述上层调度根据所述储能***的反馈信息，向所述储能***发送提供服务的信号；
当所述储能***接收到提供服务的信号时，对所述提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向一致时，以及所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向不一致时，分析所述储能***容量和功率与所述提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择所述储能***能够提供的服务类型；所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种提供多重服务的储能***运营***，所述***包括：
初始单元，用于确认储能***提供的多重服务类型；
第一建立单元，用于建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型；
第二建立单元，用于基于所述单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；
决策单元，用于根据储能***的所述多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
优选地，所述多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；
所述辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000051
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000052
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000053
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000054
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000055
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000056
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA0002460117360000057
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000061
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000062
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000063
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；Δt是采样时间间隔。
优选地，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000064
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000065
是提供备用服务时储能***放电功率；
Figure BDA0002460117360000066
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
优选地，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，所述反馈信息包括所述储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；所述上层调度根据所述储能***的反馈信息，向所述储能***发送提供服务的信号；
当所述储能***接收到提供服务的信号时，对所述提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向一致时，以及所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向不一致时，分析所述储能***容量和功率与所述提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择所述储能***能够提供的服务类型；所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
本发明技术方案提供一种提供多重服务的储能***运营方法及***，其中方法包括：确认储能***提供的多重服务类型；建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型；建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；根据储能***的多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。本发明技术方案提出的一种提供多重服务的储能运营方法及***，为推进电网侧储能的商业化发展与应用提供技术支撑。本发明技术方案根据储能***所提供的服务类型，分别构建储能***提供单一服务和多重服务下的价值评估模型。以实现储能应用经济性最优为目标，提出储能***在提供多重服务模式下的优化运营策略。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种提供多重服务的储能***运营方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的储能提供多重服务的运营策略示意图；以及
图3为根据本发明优选实施方式的一种提供多重服务的储能***运营***结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种提供多重服务的储能***运营方法流程图。本发明综合考虑储能***能够提供的多重服务类型，包括提供能量服务、容量服务以及辅助服务，分别为每一种服务类型构建了以效益为指标的单一价值评估模型和提供多重服务的综合价值模型，以综合效益最大为目标，优化储能的运行策略。本发明首先明确储能所能提供的服务类型；其次构建单一服务的价值评估模型；然后构建多重服务的价值评估模型；最终提出储能参与多重服务下的运营策略。如图1所示，本发明提供一种提供多重服务的储能***运营方法，方法包括：
优选地，在步骤101：确认储能***提供的多重服务类型。优选地，多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
本发明首先明确储能所能提供的服务类型，其中：
(1)能量服务，储能参与电力***的日前和实时两种能量市场时所提供的服务，由第三方投资主体建设的储能电站提供的能量服务主要以削峰填谷的形式体现，通过电价差进行套利；
(2)容量服务，指储能提供容量服务是为了确保电网的可靠性，在提供容量服务时，基础在于构建可靠性定价模型，使得容量电价和***可靠性要求保持一致；
(3)辅助服务，电力辅助服务是指为维护电力***的安全稳定运行和保障电能质量，发电厂、电网经营企业或用户提供的服务。我国目前的储能示范项目中涉及的辅助服务主要包含三类：调频、调峰、备用服务。
优选地，在步骤102：建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型。优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000091
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000092
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000093
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
本发明构建储能提供单一服务的价值评估模型，包括构建储能提供能量服务的价值评估模型。
本发明储能提供能量服务时，通过电价差来获利，以储能运行的效益为指标，对此项服务建立单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000094
式中，V1是储能提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000095
分别是储能在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000096
分别是储能在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔(min)。在任一时段内，储能只允许进行充电或者放电，不允许充放电同时进行。
约束条件为：
1)储能***充放电功率约束：
Figure BDA0002460117360000101
式中，PE是储能***额定功率。
2)储能***荷电状态约束：
Smin≤St≤Smax
式中，Smax、Smin分别是设定的储能***荷电状态上限、下限。
3)储能***荷电状态转换约束：
储能充电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000102
储能放电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000103
式中，E是储能额定容量。
4)***潮流约束：
节点功率平衡约束：
考虑在网络节点i上接入储能，各节点j上的功率平衡约束可以分为以下两类：
Figure BDA0002460117360000104
Figure BDA0002460117360000105
式中，
Figure BDA0002460117360000106
是节点j上的有功、无功负荷功率，Pj,t、Qj,t是节点j上注入的功率，
Figure BDA0002460117360000111
是节点j上的发电机发出的功率。
线路潮流约束：
Figure BDA0002460117360000112
式中，Pij是线路上的传输功率，
Figure BDA0002460117360000113
是线路的传输容量，
Figure BDA0002460117360000114
为线路负载率的约束参数，其取值范围在(0,1]。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000115
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000116
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000117
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA0002460117360000118
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
本发明储能所具备的秒级响应能力，可为电力***提供调频辅助服务，以调频辅助服务所带来的效益为指标，构建储能参与调频辅助服务的单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000119
式中，V2是储能提供调频带来的效益；
Figure BDA00024601173600001110
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA00024601173600001111
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA00024601173600001112
是政府补贴价格。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000121
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000122
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000123
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；Δt是采样时间间隔。
其中调峰辅助服务，采用储能***可以削减高峰负荷需求，避免常规机组在负荷高峰与低谷时启停调峰。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000124
式中，
Figure BDA0002460117360000125
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000126
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
本发明采用储能***可以削减高峰负荷需求，避免常规机组在负荷高峰与低谷时启停调峰。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000131
式中，
Figure BDA0002460117360000132
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000133
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000134
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000135
是提供备用服务时储能***放电功率；
Figure BDA0002460117360000136
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
本发明并网储能***可以减少传统发电机组的备用容量，提高电网运行的安全稳定性和可靠性，以储能提供此服务的效益为指标，构建储能提供备用服务的单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000137
式中，w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000141
是提供备用服务时储能***放电功率，
Figure BDA0002460117360000142
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
优选地，在步骤103：基于单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型。
优选地，在步骤104：根据储能***的多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
本发明构建储能提供多重服务的价值评估模型。本发明构建储能提供多重服务的价值评估模型。
考虑现阶段储能***的全寿命周期成本情况，储能提供多重服务，获取多方收益，能够挖掘储能应用的潜力，提高储能应用的经济性。以综合效益为指标，构建储能提供多重服务的价值评估模型。
目标函数：
maxV＝V1+V2+V3+V4
约束条件：
A***潮流约束：
a节点功率平衡约束：
考虑在网络节点i上接入储能，各节点j上的功率平衡约束可以分为以下两类：
Figure BDA0002460117360000143
Figure BDA0002460117360000151
式中，m是储能提供的服务个数，
Figure BDA0002460117360000152
代表储能提供第m种服务的充电、放电有功功率，
Figure BDA0002460117360000153
是对应的无功功率。
b线路潮流约束：
Figure BDA0002460117360000154
式中，Pij是输电线路上的传输功率，
Figure BDA0002460117360000155
是输电线路上的传输功率最大值，
Figure BDA0002460117360000156
是输电线路上负载率的约束参数，其取值范围在(0,1]。
B储能***充放电功率约束：
Figure BDA0002460117360000157
C储能***荷电状态转换约束：
储能充电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000158
储能放电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000159
优选地，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，反馈信息包括所述储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；上层调度根据所述储能***的反馈信息，向储能***发送提供服务的信号；
当储能***接收到提供服务的信号时，对提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当储能***判断出提供服务的充放电方向一致时，以及储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当储能***判断出提供服务的充放电方向不一致时，分析储能***容量和功率与提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择储能***能够提供的服务类型；储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
本发明优化储能提供多重服务的运营策略。本发明根据储能提供多重服务的价值评估模型，以效益最大为目标，优化储能***充放电曲线，得出储能提供能量服务、容量服务以及辅助服务时的优化运行策略。
如图2所示，本发明考虑储能提供多重服务的运营策略，具体步骤有：首先储能***向上层调度反馈实时状况，包括剩余容量和可提供的充放电情况；当储能接收到提供服务的信号时，先判断所需求的服务的充放电方向是否一致，若不一致需要综合考虑储能目前容量、功率以及各项服务的经济性，择优选择提供的服务类型，若充放电方向一致判断储能容量、功率是否满足***需求；最后储能***提供相应的服务，保障电网正常运行。
图3为根据本发明优选实施方式的一种提供多重服务的储能***运营***结构图。如图3所示，本发明提供一种提供多重服务的储能***运营***，***包括：
初始单元301，用于确认储能***提供的多重服务类型。优选地，多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
本发明首先通过初始单元明确储能所能提供的服务类型，其中：
(1)能量服务，储能参与电力***的日前和实时两种能量市场时所提供的服务，由第三方投资主体建设的储能电站提供的能量服务主要以削峰填谷的形式体现，通过电价差进行套利；
(2)容量服务，指储能提供容量服务是为了确保电网的可靠性，在提供容量服务时，基础在于构建可靠性定价模型，使得容量电价和***可靠性要求保持一致；
(3)辅助服务，电力辅助服务是指为维护电力***的安全稳定运行和保障电能质量，发电厂、电网经营企业或用户提供的服务。我国目前的储能示范项目中涉及的辅助服务主要包含三类：调频、调峰、备用服务。
第一建立单元302，用于建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型。优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000171
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000172
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000173
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
本发明构建储能提供单一服务的价值评估模型，包括构建储能提供能量服务的价值评估模型。
本发明储能提供能量服务时，通过电价差来获利，以储能运行的效益为指标，对此项服务建立单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000174
式中，V1是储能提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000175
分别是储能在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000176
分别是储能在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔(min)。在任一时段内，储能只允许进行充电或者放电，不允许充放电同时进行。
约束条件为：
1)储能***充放电功率约束：
Figure BDA0002460117360000181
式中，PE是储能***额定功率。
2)储能***荷电状态约束：
Smin≤St≤Smax
式中，Smax、Smin分别是设定的储能***荷电状态上限、下限。
3)储能***荷电状态转换约束：
储能充电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000182
储能放电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000183
式中，E是储能额定容量。
4)***潮流约束：
节点功率平衡约束：
考虑在网络节点i上接入储能，各节点j上的功率平衡约束可以分为以下两类：
Figure BDA0002460117360000191
Figure BDA0002460117360000192
式中，
Figure BDA0002460117360000193
是节点j上的有功、无功负荷功率，Pj,t、Qj,t是节点j上注入的功率，
Figure BDA0002460117360000194
是节点j上的发电机发出的功率。
线路潮流约束：
Figure BDA0002460117360000195
式中，Pij是线路上的传输功率，
Figure BDA0002460117360000196
是线路的传输容量，
Figure BDA0002460117360000197
为线路负载率的约束参数，其取值范围在(0,1]。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000198
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000199
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA00024601173600001910
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA00024601173600001911
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
本发明储能所具备的秒级响应能力，可为电力***提供调频辅助服务，以调频辅助服务所带来的效益为指标，构建储能参与调频辅助服务的单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000201
式中，V2是储能提供调频带来的效益；
Figure BDA0002460117360000202
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000203
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA0002460117360000204
是政府补贴价格。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
本发明储能所具备的秒级响应能力，可为电力***提供调频辅助服务，以调频辅助服务所带来的效益为指标，构建储能参与调频辅助服务的单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000205
式中，V2是储能提供调频带来的效益；
Figure BDA0002460117360000206
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000207
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure BDA0002460117360000208
是政府补贴价格。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000211
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure BDA0002460117360000212
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000213
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；Δt是采样时间间隔。
本发明采用储能***可以削减高峰负荷需求，避免常规机组在负荷高峰与低谷时启停调峰。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000214
式中，
Figure BDA0002460117360000215
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure BDA0002460117360000216
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
优选地，建立与单一的服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure BDA0002460117360000217
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000218
是提供备用服务时储能***放电功率；
Figure BDA0002460117360000221
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
本发明并网储能***可以减少传统发电机组的备用容量，提高电网运行的安全稳定性和可靠性，以储能提供此服务的效益为指标，构建储能提供备用服务的单一价值评估模型。
目标函数：
Figure BDA0002460117360000222
式中，w4是储能***电池的剩余容量；
Figure BDA0002460117360000223
是提供备用服务时储能***放电功率，
Figure BDA0002460117360000224
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴。
约束条件与储能提供能量服务的价值评估模型中的约束条件计算方法一致。
第二建立单元303，用于基于单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型。
本发明构建储能提供多重服务的价值评估模型。本发明构建储能提供多重服务的价值评估模型。
考虑现阶段储能***的全寿命周期成本情况，储能提供多重服务，获取多方收益，能够挖掘储能应用的潜力，提高储能应用的经济性。以综合效益为指标，构建储能提供多重服务的价值评估模型。
目标函数：
maxV＝V1+V2+V3+V4
约束条件：
A***潮流约束：
a节点功率平衡约束：
考虑在网络节点i上接入储能，各节点j上的功率平衡约束可以分为以下两类：
Figure BDA0002460117360000231
Figure BDA0002460117360000232
式中，m是储能提供的服务个数，
Figure BDA0002460117360000233
代表储能提供第m种服务的充电、放电有功功率，
Figure BDA0002460117360000234
是对应的无功功率。
b线路潮流约束：
Figure BDA0002460117360000235
式中，Pij是输电线路上的传输功率，
Figure BDA0002460117360000236
是输电线路上的传输功率最大值，
Figure BDA0002460117360000237
是输电线路上负载率的约束参数，其取值范围在(0,1]。
B储能***充放电功率约束：
Figure BDA0002460117360000238
C储能***荷电状态转换约束：
储能充电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA0002460117360000239
储能放电时荷电状态约束可表示为：
Figure BDA00024601173600002310
决策单元304，用于根据储能***的多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
优选地，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，反馈信息包括储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；上层调度根据所述储能***的反馈信息，向储能***发送提供服务的信号；
当储能***接收到提供服务的信号时，对提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当储能***判断出提供服务的充放电方向一致时，以及储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当储能***判断出提供服务的充放电方向不一致时，分析储能***容量和功率与提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择储能***能够提供的服务类型；储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
本发明优化储能提供多重服务的运营策略。本发明根据储能提供多重服务的价值评估模型，以效益最大为目标，优化储能***充放电曲线，得出储能提供能量服务、容量服务以及辅助服务时的优化运行策略。
如图2所示，本发明考虑储能提供多重服务的运营策略，具体步骤有：首先储能***向上层调度反馈实时状况，包括剩余容量和可提供的充放电情况；当储能接收到提供服务的信号时，先判断所需求的服务的充放电方向是否一致，若充放电方向不一致需要综合考虑储能目前容量、功率以及各项服务的经济性，择优选择提供的服务类型，若充放电方向一致判断储能容量、功率是否满足***需求；最后储能***提供相应的服务，保障电网正常运行。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (14)

1.一种提供多重服务的储能***运营方法，所述方法包括：
确认储能***提供的多重服务类型；
建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型；
基于所述单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；
根据储能***的所述多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
2.根据权利要求1所述的方法，所述多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；
所述辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
3.根据权利要求2所述的方法，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000011
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000012
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000013
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
4.根据权利要求2所述的方法，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000021
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000022
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000023
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure FDA0002460117350000024
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
5.根据权利要求2所述的方法，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000025
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000026
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000027
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；Δt是采样时间间隔。
6.根据权利要求2所述的方法，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000031
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure FDA0002460117350000032
是提供备用服务时t时段内的储能***放电功率；
Figure FDA0002460117350000033
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
7.根据权利要求1所述的方法，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，所述反馈信息包括所述储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；所述上层调度根据所述储能***的反馈信息，向所述储能***发送提供服务的信号；
当所述储能***接收到提供服务的信号时，对所述提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当所述储能***判断出所需提供服务的充放电方向一致时，以及所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当所述储能***判断出所需提供服务的充放电方向不一致时，分析所述储能***容量和功率与所述提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择所述储能***能够提供的服务类型；所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
8.一种提供多重服务的储能***运营***，所述***包括：
初始单元，用于确认储能***提供的多重服务类型；
第一建立单元，用于建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型；
第二建立单元，用于基于所述单一价值评估模型，建立储能***提供的多重服务类型的多重价值评估模型；
决策单元，用于根据储能***的所述多重价值评估模型，以效益最大为目标，对储能***充放电曲线进行优化，获取储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略。
9.根据权利要求8所述的***，所述多重服务类型包括：能量服务、容量服务和辅助服务；
所述辅助服务包括：调频辅助服务、高峰辅助服务和备用服务。
10.根据权利要求9所述的***，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立能量服务价值评估模型，能量服务价值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000041
上式中，V1是储能***提供能量服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000042
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000043
分别是储能***在t时段内的充电、放电电价；Δt是采样时间间隔。
11.根据权利要求9所述的***，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调频服务价值评估模型，调频服务价值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000044
上式中，V2是储能***提供调频服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000045
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000046
是储能***在t时段内的调频电价；
Figure FDA0002460117350000047
是t时段内的政府补贴价格；Δt是采样时间间隔。
12.根据权利要求9所述的方法，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的调峰服务价值评估模型，调峰服务值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000051
上式中，V3是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηc、ηf分别是储能***充电、放电的效率；
Figure FDA0002460117350000052
分别是储能***在第t个时间段内的充电、放电功率；
Figure FDA0002460117350000053
是t时段储能***调峰电价；β3是调峰补贴；αt是采样时间间隔。
13.根据权利要求9所述的***，所述建立与单一的所述服务类型相对应的单一价值评估模型，还包括：
建立辅助服务的备用服务价值评估模型，备用服务值评估模型的目标函数为：
Figure FDA0002460117350000054
上式中，V4是储能***提供调峰服务的效益；T是日期；ηf是储能***放电的效率；w4是储能***电池的剩余容量；
Figure FDA0002460117350000055
是提供备用服务时储能***放电功率；
Figure FDA0002460117350000056
是提供备用服务时t时段内电价；β4是政府补贴；Δt是采样时间间隔。
14.根据权利要求8所述的***，储能***提供的多重服务类型时的优化运行策略为：
储能***向上层调度提供实时反馈信息，所述反馈信息包括所述储能***的剩余容量和能够提供的充、放电数据；所述上层调度根据所述储能***的反馈信息，向所述储能***发送提供服务的信号；
当所述储能***接收到提供服务的信号时，对所述提供服务的充放电方向一致性进行判断；
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向一致时，以及所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求；或者
当所述储能***判断出所述提供服务的充放电方向不一致时，分析所述储能***容量和功率与所述提供服务的关系，根据效益最大为目标，优化选择所述储能***能够提供的服务类型；所述储能***的储能容量和功率满足服务时，通过储能***完成提供服务的需求。
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