[發明專利]一種基于共享經濟理念的儲能資源匹配方法

有效

• 申請號: 202010862710.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112016824B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王晞;葉強;鄧盈盈;程超;胥威汀;任志超;王海燕;馬瑞光
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06;G06F17/11;G06F17/16
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種基于共享經濟理念的儲能資源匹配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1，構建以云儲能平臺為核心的云儲能商業模式主體結構；

步驟S2，構建云儲能商業模式主體結構的運行流程；

步驟S3，分析主體結構中的儲能資源盈余用戶的市場行為，建立儲能閑置量決策模型；分析主體結構中的儲能資源需求用戶的市場行為，建立儲能需求量決策模型；

所述步驟S3建立儲能資源盈余用戶的儲能閑置量決策模型的具體過程為：

步驟S31.1，分析儲能資源盈余用戶的日用能成本情況，以綜合日用能成本最小為目標建立儲能閑置量決策模型的目標函數，采用如下公式表示：

minC^DR+C^G-C^IL

其中，C^DR為儲能資源盈余用戶的購電成本；C^G為儲能資源盈余用戶的購氣成本；C^IL為儲能資源盈余用戶提交閑置儲能資源后可能獲得的收入，采用如下公式表示：

其中，P_t^DR為儲能資源盈余用戶在時段t的購電功率，需大于等于0，即余電不能上網；λ_t為時段t的電價；F_t為用戶的分布式能源設備在時段t消耗的天然氣量；λ_t^F為時段t的天然氣價格；k為云儲能資源的收購價格系數；Price^E'和Price^P'為用戶對云儲能資源價格的估計值；E^YIL和P^YIL為用戶準備向云儲能平臺提交的儲能存儲容量閑置量和儲能功率容量閑置量；Δt為時段間隔；

步驟S31.2，分析儲能閑置量決策模型的決策變量，決策變量包括：閑置儲能存儲容量E^YIL、閑置儲能功率容量P^YIL、儲能設備每時段的充/放電功率、其他分布式能源設備每時段的出力值；

步驟S31.3，根據分布式能源設備的物理特性為儲能閑置量決策模型添加約束條件，約束條件采用如下公式表示：

其中，P_t^CH與P_t^DCH分別為儲能設備的充/放電功率；為0-1變量，表示儲能設備的充放電狀態；與分別為儲能設備的功率容量和存儲容量；η^ST為儲能充/放電效率；

所述步驟S3建立儲能資源需求用戶的儲能需求量決策模型的具體過程為：

步驟S32.1，分析儲能資源需求用戶的日用能成本情況，以綜合日用能成本最小為目標建立儲能需求量決策模型的目標函數，采用如下公式表示：

minC^DR+C^G+C^ST

其中，C^DR為儲能資源需求用戶的購電成本；C^G為儲能資源需求用戶的購氣成本；C^ST為儲能資源需求用戶的云儲能容量租賃成本，采用如下公式表示：

其中，E^YDM和P^YDM分別為儲能資源需求用戶的云儲能容量需求量；

步驟S32.2，分析儲能需求量決策模型的決策變量，決策變量包括：云儲能存儲容量需求量E^YDM、云儲能功率容量需求量P^YDM、云儲能每時段的充/放電功率、其他分布式能源設備每時段的出力值；

步驟S32.3，根據分布式能源設備的物理特性為儲能需求量決策模型添加約束條件，約束條件包括：1)云儲能的充/放電功率不能超過云儲能功率容量需求量；2)云儲能存儲的電能不能超過云儲能存儲容量需求量；3)云儲能存儲容量的日凈充/放電量為零；4)其他分布式能源設備的出力值滿足各設備本身的容量約束及能源轉化約束；5)各類能源的生產與消耗之間滿足平衡約束；

步驟S4，結合用戶的儲能閑置量決策模型和儲能需求量決策模型，構建云儲能平臺的儲能匹配機制與輔助定價機制，為儲能資源的合理分配提供支持；

所述步驟S4建立云儲能平臺的儲能資源匹配機制具體過程為：

步驟S41.1，整理儲能資源盈余用戶提交的閑置儲能容量以及儲能資源需求用戶提交的云儲能容量需求量，采用如下公式表示：

Idel＝{Idel¹,Idel²,...,Idelⁿ}

Demand＝{Demand¹,Demand²,...,Demand^m}

其中，Idel為閑置儲能容量集合；Demand為云儲能容量需求量集合；Idelⁿ＝{E^n,IL,P^n,IL}和Demand^m＝{E^m,DM,P^m,DM}分別為第n個儲能資源盈余用戶提交的閑置儲能容量與第m個儲能資源需求用戶提交的云儲能容量需求量；

步驟S41.2，將儲能資源需求用戶j(1≤j≤m)提交的云儲能資源需求Demand^j拆分成s^j個子需求Subdemand^j，采用如下公式表示為：

步驟S41.3，形成儲能資源匹配矩陣R_n×m，元素r_ij代表第i個儲能資源盈余用戶匹配第j個儲能資源需求用戶的子需求Subdemand^j的數量，采用如下公式表示：

步驟S41.4，利用優化模型對儲能資源盈余量與需求量進行匹配，所述優化模型采用如下公式表示為：

步驟S41.5，根據優化模型的輸出結果得到儲能資源盈余量與閑置量的匹配情況：

對于第i個儲能資源盈余用戶，其成交量為{E^i.SL,P^i.SL}，采用公式表示為：

對于第j個儲能資源需求用戶，其成交量為{E^j.PC,P^j.PC}，采用公式表示為：

所述步驟S4建立儲能資源輔助定價機制的具體過程為：

步驟S42.1，以儲能設備的全壽命周期成本為依據建立云儲能資源的單位容量定價基準，采用以下公式表示：

其中，和分別為儲能存儲容量和功率容量的定價基準；c_r和c_d分別為貼現率與通貨膨脹率；Y為儲能的平均壽命年限；和分別為儲能設備存儲容量與功率容量的全壽命周期成本；

儲能設備存儲容量與功率容量的全壽命周期成本采用以下公式表示：

其中，和分別為儲能設備單位存儲容量和功率容量的初始投資價格；γ為設備回收系數；為儲能設備單位容量的年維護價格；

步驟S42.2，考慮儲能資源需求用戶的租賃行為，制定云儲能資源的價格，云儲能資源價格的制定策略采用如下公式表示：

其中，k_ad1和k_ad2分別為云儲能資源存儲容量和功率容量的價格調整系數；所述步驟S1構建的云儲能主體結構包括：

儲能資源盈余用戶，其擁有實體分布式儲能設備，且存在閑置的儲能設備容量；在云儲能商業模式中，儲能資源盈余用戶能夠將運行日的閑置儲能容量出租給云儲能平臺以獲得經濟收益；

儲能資源需求用戶，其有使用儲能設備的需求；在云儲能商業模式中，儲能資源需求用戶不需要購買安裝額外的實體儲能設備，通過租賃云儲能平臺提供的云儲能容量便能夠完成電能的存儲與釋放；

云儲能平臺，通過現代信息網絡技術實現區域儲能資源的共享，其作為中間樞紐連接了儲能資源盈余方與需求方并從儲能設備容量使用權的轉移中獲得利潤；所述步驟S2構建的運行流程具體包括：

條款說明階段：云儲能平臺首先將服務條款對用戶進行告知，云儲能用戶同意服務條款才能夠進行注冊，用戶在注冊時需提交已擁有的分布式能源設備類型和容量；

閑置儲能提交階段：位于實際運行日的前一天，儲能資源盈余用戶在此階段向云儲能平臺提交運行日當天閑置的儲能設備容量；

儲能需求提交階段：位于實際運行日前一天，云儲能平臺在此階段中向用戶推送云儲能資源的價格，而儲能資源需求用戶則根據云儲能資源的價格決定向云儲能平臺提交的云儲能容量需求量；

儲能資源匹配階段：云儲能平臺將對儲能資源盈余用戶提交的儲能閑置容量與儲能資源需求用戶提交的云儲能容量需求量進行匹配并公布實際成交量；

實時控制階段：已租賃云儲能容量的儲能資源需求用戶能夠利用云儲能資源完成電能的儲存與釋放，云儲能平臺在接收到儲能資源需求用戶的充/放電請求后需向相應的儲能資源盈余用戶發送儲能設備控制命令；

資金結算：位于實際運行日結束之后，云儲能平臺、儲能資源盈余用戶以及儲能資源需求用戶之間完成儲能容量費用及儲能充/放電費用的結算。