[發明專利]一種儲能參與調頻的儲能系統效益評估方法

在審

• 申請號: 202110264304.9
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112968450A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 袁智勇;郭祚剛;雷金勇;徐敏;王琦;黎小林;唐學用
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28;G06Q10/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本發明公開了一種儲能參與調頻的儲能系統效益評估方法，包括：構建儲能系統中電池參與調頻服務的約束條件；根據約束條件建立以儲能效益最大化為優化目標的儲能系統效益評估模型；根據歷史市場價格和調頻信號數據得到每年的典型日場景，根據典型日場景求解效益評估模型，得到對應年份的最優的儲能容量分配策略；根據最優的儲能容量分配策略評估儲能系統的儲能效益值。本發明建立的儲能系統效益評估模型，既考慮了調頻收益機制模型，又通過引入儲能衰減懲罰項考慮了電池衰減對于儲能效益的內部影響，效益評估模型更加全面和準確；通過聚類方法將大量的調頻信號及市場價格數據進行典型日場景提取，減少了數據輸入量，提升了評估模型的求解效率。

技術領域

本發明涉及儲能系統技術領域，尤其是涉及一種儲能參與調頻的儲能系統效益評估方法。

背景技術

隨著具有隨機性的可再生能源等以及儲能技術迅速發展，儲能在未來能源互聯網中的應用十分廣泛。然而，相對高的投資成本以及收益不確定性阻礙了大規模儲能系統的發展。因此，對于更加全面、準確的評估能源市場中的儲能的經濟效益評估方法研究十分必要。

但是，目前已有的研究仍具有不足：

(1)對儲能系統中的效益和損耗考慮不全面；

目前的研究比較少有電池循環壽命衰減引入考慮輔助服務的儲能效益模型的相關研究。為了更全面準確地評估儲能系統的成本效益，調頻市場的效益補償除了考慮投入調頻市場的容量，也應考慮調頻的效果和實際調頻里程；儲能衰減除了考慮對于電池最大可調頻容量的約束條件的影響，還應考慮因為壽命衰減乃至失效的潛在效益損耗。

(2)對于長期規劃的數據處理方式；

在已有的研究中，有的僅通過典型一天的電池運行優化計算壽命，從而評估結果可能不夠準確，有的直接用長達多年的海量數據作為效益評估模型輸入，從而模型求解時間需要很長。

發明內容

本發明的目的是提供一種儲能參與調頻的儲能系統效益評估方法，以解決技術中對儲能系統中的效益和損耗考慮不全、求解效率較低的技術問題。

本發明的目的，可以通過如下技術方案實現：

一種儲能參與調頻的儲能系統效益評估方法，包括：

構建儲能系統中電池參與調頻服務的約束條件；

根據所述約束條件建立以儲能效益最大化為優化目標的儲能系統效益評估模型；

根據歷史市場價格和調頻信號數據得到每年的典型日場景，根據所述典型日場景求解所述效益評估模型，得到對應年份最優的儲能容量分配策略；

根據所述最優的儲能容量分配策略評估儲能系統的儲能效益值。

可選地，根據所述最優的儲能容量分配策略評估儲能系統的儲能效益值包括：

根據最優的儲能容量分配策略計算得到下一年的電池最大容量；

根據所述電池最大容量得到對應年份的預期儲能效益和電池健康狀態，當所述電池健康狀態低于預設閾值時電池失效，將電池失效之前所有年份的預期儲能效益之和作為儲能系統的儲能效益值。

可選地，所述效益評估模型的優化目標為：

其中，1^T表示分量全為1的行向量，A′_t為考慮調頻收益的收益矩陣，t為小時，τ為估計的電池壽命，x_t為決策向量，Cost_inves為儲能系統投資成本，Meg為電池的衰減懲罰因子，X_t為電池的循環衰減量。

可選地，儲能系統投資成本Cost_inves包括：