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一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策方法及系統(tǒng)與流程

文檔序號:40640022發(fā)布日期:2025-01-10 18:46閱讀:9來源:國知局
一種調(diào)峰調(diào)頻交易決策方法及系統(tǒng)與流程

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,隨著電力負(fù)荷的快速增長,電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐步增大,與此同時,隨機性、波動性、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,隨著我國發(fā)電接入規(guī)模和容量的不斷擴大,直接影響電網(wǎng)的調(diào)峰能力、頻率穩(wěn)定和經(jīng)濟可靠運行;

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


技術(shù)實現(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)中提出的問題。

2、為實現(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:通過一次調(diào)頻使整個互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致,輸入采樣周期為2秒的信號進(jìn)行系統(tǒng)頻率的持續(xù)監(jiān)測,按照發(fā)電控制區(qū)域來選擇調(diào)頻信號源,計算區(qū)域控制誤差,并根據(jù)區(qū)域控制誤差控制多個區(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)過一次調(diào)頻后無法將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值時,進(jìn)行二次調(diào)頻,通過控制調(diào)頻器,增加發(fā)電機出力,當(dāng)負(fù)荷變化量仍大于發(fā)電機的輸出機械功率,繼續(xù)增加發(fā)電機出力,使發(fā)電機輸出的機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,實現(xiàn)二次調(diào)頻的無差調(diào)節(jié);

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

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

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

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

9、s7、計算電池儲能調(diào)峰調(diào)頻出力:電池儲能的兩個決策變量的時間尺度不同,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,因此建立三個時間尺度的模型,依次計算電池儲能調(diào)峰調(diào)頻出力,三個時間尺度的模型分別是時間尺度為1小時的容量模型、時間尺度為5分鐘的調(diào)頻基值模型和時間尺度為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定位的實時設(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,其他控制區(qū)域通過聯(lián)絡(luò)線上功率的變化量進(jìn)行功率交換,從而使整個互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致;

11、所述步驟s3中,電池儲能狀態(tài)變量集合包括電池儲能容量、regd調(diào)頻信號、電力市場電價以及反映電池儲能響應(yīng)調(diào)頻信號力度的電池儲能跟蹤精度,regd調(diào)頻信號每4秒鐘變化一次,電力市場電價每5分鐘變化一次,電池儲能跟蹤精度每小時評估一次跟蹤精度,regd是區(qū)域控制誤差經(jīng)過高通濾波器產(chǎn)生的信號,用于響應(yīng)速度快的動態(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)頻時段內(nèi)電網(wǎng)新能源滲透率確定電池儲能跟蹤調(diào)頻信號的目標(biāo)精度;

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

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

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

17、優(yōu)選的,所述步驟s5包括以下步驟:

18、s501、表示電池儲能充電;

19、s502、表示電池儲能放電;

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

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能充放電產(chǎn)生,受電力市場電價影響,另一部分收益為電池儲能調(diào)頻績效補償收益,由調(diào)頻定價和電池儲能跟蹤精度決定;

22、確定電池儲能調(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時刻電力市場電價,xt表示電池儲能的決策變量集合,t表示時刻,t表示整個時段,δt表示部分時段,vtfr表示t時刻電池儲能參與調(diào)頻的績效補償收益,gt表示t時段內(nèi)電池儲能響應(yīng)調(diào)頻信號偏差的平均值,表示t時段內(nèi)電力市場調(diào)頻定價,ηd表示電池儲能放電效率,k表示t時段內(nèi)投標(biāo)功率,vt表示電池儲能調(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、電池儲能的狀態(tài)變量由電池儲能容量和電力市場電價組成,決策變量為電池儲能跟隨電池儲能每5分鐘變化一次的充放電功率,采用貝爾曼最優(yōu)方程來表示中間時刻到最后一個時刻儲能參與電網(wǎng)服務(wù)的收益最大值,由此,每小時清算一次電池儲能容量值,作為調(diào)頻基值模型的初始值;

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

28、優(yōu)選的,所述步驟s7還包括以下步驟:

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

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)頻單元通過一次調(diào)頻使整個互聯(lián)系統(tǒng)頻率保持一致,輸入采樣周期為2秒的信號進(jìn)行系統(tǒng)頻率的持續(xù)監(jiān)測,按照發(fā)電控制區(qū)域來選擇調(diào)頻信號源,計算區(qū)域控制誤差,并根據(jù)區(qū)域控制誤差控制多個區(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)過一次調(diào)頻后無法將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值時,進(jìn)行二次調(diào)頻,通過控制調(diào)頻器,增加發(fā)電機出力,當(dāng)負(fù)荷變化量仍大于發(fā)電機的輸出機械功率,繼續(xù)增加發(fā)電機出力,使發(fā)電機輸出的機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,實現(xiàn)二次調(diào)頻的無差調(diào)節(jié);

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

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

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

36、所述目標(biāo)函數(shù)確定單元根據(jù)電池儲能的狀態(tài)變量來表示電池儲能容量的關(guān)系,進(jìn)而確定電池儲能調(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)頻出力獲得單元對于電池儲能的兩個決策變量的時間尺度建立三個時間尺度的模型,依次計算電池儲能調(diào)峰調(diào)頻出力,三個時間尺度的模型分別是時間尺度為1小時的容量模型、時間尺度為5分鐘的調(diào)頻基值模型和時間尺度為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)明通過一次調(diào)頻一定程度改善系統(tǒng)頻率偏差,接著通過二次調(diào)頻實現(xiàn)無差調(diào)節(jié),即將系統(tǒng)頻率恢復(fù)調(diào)整到額定值,通過動態(tài)規(guī)劃算法對電池儲能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻進(jìn)行建模,以電池儲能調(diào)峰調(diào)頻收益最大化為目標(biāo),獲得電池儲能調(diào)峰調(diào)頻出力,可以保證電池儲能調(diào)峰調(diào)頻總收益最大化的同時,合理分配電池儲能調(diào)峰調(diào)頻的出力,實現(xiàn)了電池儲能調(diào)峰調(diào)頻的不同時間尺度的優(yōu)化,此外,通過對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能跟蹤調(diào)頻信號的跟蹤精度,得到電池儲能最優(yōu)調(diào)頻定價,可以保證電池儲能完成調(diào)峰服務(wù)的同時,最大限度地參與調(diào)頻,以確保電池儲能跟蹤調(diào)頻信號的準(zhǔn)確性,維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。

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