[發(fā)明專利]電力市場調(diào)度需求下混合儲能多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度策略

在審

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• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116341241A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐早;陳慧嬌;方能杰;曾平良;劉佳;朱益波
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué);杭州中恒電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/00;H02J3/28;H02J3/38;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F111/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發(fā)明公開了電力市場調(diào)度需求下混合儲能多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度策略，首先進(jìn)行日前優(yōu)化調(diào)度，然后進(jìn)行日內(nèi)小時(shí)級優(yōu)化調(diào)度，計(jì)算頻率為每天96次，預(yù)測數(shù)據(jù)的步長為15分鐘。再進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度，其計(jì)算頻率為每5分鐘計(jì)算一次，對應(yīng)的預(yù)測數(shù)據(jù)步長為5分鐘。最后對日前優(yōu)化調(diào)度、日內(nèi)小時(shí)級調(diào)度以及實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行的結(jié)果進(jìn)行整合，獲得火電機(jī)組與混合儲能的實(shí)際控制策略。本發(fā)明通過引入對能量型儲能的充放電切換次數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)有效的能量型儲能投資，有助于延緩能量型儲能設(shè)備的使用壽命。通過日前?日內(nèi)?實(shí)時(shí)三個(gè)階段協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對混合儲能充放電行為的高效經(jīng)濟(jì)地管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力市場調(diào)度需求下混合儲能多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度策略。

背景技術(shù)

隨著以風(fēng)光為代表的可再生能源大規(guī)模并入電網(wǎng)，其強(qiáng)烈的波動(dòng)性與不確定性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了極大的挑戰(zhàn)。儲能設(shè)備具有存儲和釋放電能的能力，可以有效的改善源側(cè)資源波動(dòng)給電網(wǎng)帶來的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。就目前而言，單一類型儲能設(shè)備的投資成本較高，因此展開充分合理的儲能資源的市場化優(yōu)化運(yùn)行策略，在降低儲能需求的同時(shí)維持儲能的壽命是十分有必要的。現(xiàn)有技術(shù)中，對儲能參與電力市場的調(diào)度，主要聚焦于日前或日內(nèi)時(shí)段的獨(dú)立研究，較少展開多時(shí)間尺度協(xié)同技術(shù)的考慮。由于儲能的能量時(shí)序耦合關(guān)系，致使在優(yōu)化儲能策略時(shí)，需要盡可能考慮未來時(shí)刻的功率需求。然而，長時(shí)間的優(yōu)化控制策略計(jì)算并非易事。因此，設(shè)計(jì)一種兼具長時(shí)間運(yùn)行和快速計(jì)算需求的多時(shí)間尺度協(xié)同控制策略可以顯著彌補(bǔ)現(xiàn)有策略的不足。此外，現(xiàn)有運(yùn)行調(diào)度模型中，多采用雨點(diǎn)計(jì)數(shù)法展開儲能壽命的在協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行中的計(jì)算，但這種方式的可操作性相對較弱。因此，本方法選用更具有操作性的充放電次數(shù)控制的方式。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種電力市場調(diào)度需求下混合儲能多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度策略。

多時(shí)間尺度優(yōu)化策略以保障儲能經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)延長儲能的使用壽命。因此，本發(fā)明提出的電力市場調(diào)度需求下混合儲能多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度策略，主要分為四步：

第一步，日前優(yōu)化調(diào)度，計(jì)算頻率為每天1次，預(yù)測數(shù)據(jù)的步長為1小時(shí)。

日前優(yōu)化調(diào)度以最小化日前調(diào)度總運(yùn)行成本為目標(biāo)，基于日前獲得的可再生能源預(yù)測出力和負(fù)荷需求信息，綜合考慮含系統(tǒng)運(yùn)行約束、火電機(jī)組運(yùn)行約束、混合儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束以及可再生能源運(yùn)行約束，經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算，獲得針對火電機(jī)組的啟停機(jī)狀態(tài)、能量型儲能的充放電策略以及日前火電機(jī)組的正、負(fù)備用方案；

第二步，日內(nèi)小時(shí)級優(yōu)化調(diào)度，計(jì)算頻率為每天96次，預(yù)測數(shù)據(jù)的步長為15分鐘。

將日前優(yōu)化調(diào)度的火電機(jī)組的啟停機(jī)狀態(tài)、能量型儲能的充放電策略以及日前火電機(jī)組的正、負(fù)備用方案作為確定值，基于日內(nèi)短期預(yù)測獲得的以15分鐘為步長的可再生能源預(yù)測出力和負(fù)荷需求預(yù)測數(shù)據(jù)，在滿足系統(tǒng)日內(nèi)運(yùn)行約束、火電機(jī)組日內(nèi)運(yùn)行約束、混合儲能日內(nèi)運(yùn)行約束和可再生能源日內(nèi)運(yùn)行約束的情況下，優(yōu)化獲得最小化系統(tǒng)期望功率運(yùn)行成本的火電機(jī)組功率策略和能量型儲能的運(yùn)行功率和容量值；

第三步，實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度，其計(jì)算頻率為每5分鐘計(jì)算一次，對應(yīng)的預(yù)測數(shù)據(jù)步長為5分鐘。

將日前優(yōu)化調(diào)度獲得的結(jié)果作為確定值，日內(nèi)小時(shí)級調(diào)度獲得的結(jié)果作為參考值，以最小化與參考值的偏差為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行約束，展開優(yōu)化計(jì)算火電機(jī)組的運(yùn)行功率、能量型儲能運(yùn)行功率以及功率型儲能的運(yùn)行功率。

第四步，對日前優(yōu)化調(diào)度、日內(nèi)小時(shí)級調(diào)度以及實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行的結(jié)果進(jìn)行整合，獲得火電機(jī)組與混合儲能的實(shí)際控制策略。

本發(fā)明有益效果如下：

本方案提出的多時(shí)間尺度隨機(jī)調(diào)度模型的優(yōu)點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：

1)提出的面向電力市場調(diào)度需求的多時(shí)間尺度混合儲能協(xié)同優(yōu)化模型更符合市場調(diào)節(jié)控制規(guī)律；