[發明專利]一種獲取多場景收益的電網側儲能容量優化配置方法

有效

• 申請號: 202110381120.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113098040B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 于國康;余中平;紀鳳坤;余金;任娟;辛超山;覃寶富;孫英云;歐明強
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司經濟技術研究院;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 羅軍

本發明提供一種獲取多場景收益的電網側儲能容量優化配置方法，針對調峰輔助服務市場與能量容量市場組成的電力市場，其中在考慮到調峰輔助服務的時段與分時電價的峰谷套利時段有所重合，以此為基礎，建立優化數學模型，以調峰輔助服務、延緩電網變壓器升級以及峰谷電價套利三者的凈收益最大為目標函數，進行優化計算，從而求解出儲能的功率以及容量配置。本發明不需要將儲能調峰輔助服務容量以及峰谷價差套利的容量區分開，而是將兩者的利益最大化，共用同一個時刻的充放電功率，實現雙重收益；具有較強的實施性，考慮到儲能配置帶來的直接經濟性收益，而且將其額外帶來的收益，使得投資的分析更加全面。

技術領域

本發明屬于能源管理技術領域，具體涉及一種獲取多場景收益的電網側儲能容量優化配置方法。

背景技術

能源危機與傳統火電機組所帶來的環境污染壓力下，以光伏、風電為代表的新能源快速發展，新疆地區作為新能源發展的重點地區，其新能源發電不確定性給電網運行帶了極大的挑戰，其中調峰問題尤為突出。隨著我國電力現貨市場的不斷建設，機制趨于完善，建立適應我國電力發展的容量市場機制能夠為儲能系統市場化發展創造機會，為間歇性可再生能源的大規模并網提供靈活的容量支持。同時，由于大規模的電池儲能技術的高速發展以及儲能系統所具備的快速響應、靈活等系列特點，使得利用儲能系統緩解電網調峰壓力受到越來越多的關注。然而儲能設備投資建設、運行維護成本較高，市場機制的不完善，導致儲能投資者的利益無法得到保證、回報期偏長甚至會有虧本現象，這嚴重阻礙了儲能的進一步發展。除了上述原因，儲能應用場景較為單一，即沒有充分利用儲能系統，也是儲能項目發展不順利的原因之一。因此，如何科學地制定儲能系統的應用以及配置儲能容量，有利于儲能項目的快速發展。

目前，儲能容量優化配置根據其應用場景主要落實在電源側、電網側以及負荷側。具體形式如下：

(1)電源側儲能應用：輔助傳統機組動態運行，按照調度的要求調整輸出的大小，盡可能地減小火電機組輸出的波動范圍，盡可能地讓火電機組工作在接近經濟運行狀態下；平抑新能源發電波動，利用儲能設備靈活的充放電能力，實現平滑風電、光伏等新能源發電出力曲線的效果，減少其出力波動性對電網的負面影響，促進風電、光伏的消納；用于提升新能源發電的市場競爭力，電網中常出現棄風棄光的情況。配置儲能設備能夠提升新能源在電力市場中的競爭力，提高新能源的經濟效益以及投資者的開發積極性。

(2)用戶側儲能應用：用于提高供電可靠性，重要用電設施對供電可靠的要求標準較高，一旦供電系統出現故障而停止向負荷供電，將會造成一定的經濟損失。重要負荷附近的儲能設備，可作為備用電源或不間斷電源，減少因電力供應不足而帶來的停電損失；用于低充高放套利，一般在用電低谷時，電價較低，儲能為充電狀態；用電高峰時段，電價較高，儲能為發電狀態。用戶側的模式則較為固定。

(3)電網側儲能應用：用于延緩電網升級，對于建設較為完善的城市電網，其升級擴建成本較高，在負載率較大出安裝適當容量的儲能設備，可以降低負載率，從而延緩電網升級，減少資金的投入；用于調峰輔助服務，儲能以其可快速充放電的優勢，可參與電網調峰。在用電低谷時期，儲能存儲多余的電能，在用電高峰時則輸出電能，減少電網峰谷差值。

儲能容量優化配置根據上述電源側、電網側和負荷側應用場景進行搭建模型，雖然儲能容量優化優化配置技術較為成熟，但是儲能應用場景的結合度不高，導致投資回報期等較長，目前電網側儲能缺乏一種能高度利用儲能系統的容量配置方法。

針對高比例可再生能源并網引起的調峰問題，文獻(南國良,張露江,郭志敏,何洋,劉萌,秦嘉翼,姜欣.電網側儲能參與調峰輔助服務市場的交易模式設計[J].電氣工程學報,2020,15(03):88-96)學者提出了一種電網側儲能參與調峰輔助服務市場的交易模式。