[发明专利]一种基于电力消费模式的光伏储能容量配置优化方法

说明书

本发明提出了一种基于电力消费模式的光伏储能容量配置优化方法，使用效用函数来模拟电力用户的偏好和电力消费模式，建立斯塔克尔伯格博弈模型分析光伏电站与储能电站在电力市场实时定价中的策略互动，并通过博弈达到均衡来优化光伏储能系统的容量配置，从而达到提高光伏能源的利用率，减少支出，扩大收益的目的。

技术领域

本发明属于光储系统容量配置领域，具体涉及一种基于用户电力需求建立斯塔克尔伯格博弈模型来优化光伏储能电站容量配置的方法。

背景技术

随着储能技术的发展，储能电站已成为电力系统调峰填谷、提高系统稳定性、实现需求侧管理的一种有效手段。光伏发电是一种重要的新能源发电形式，大规模光伏电站的并网运行是未来发展的趋势。随着电力市场规则的不断完善，储能电站和光伏电站作为决策主体参与电力市场已成为一种重要趋势。

光伏电站与储能电站之间通过价格博弈，调整实时电价，以电价优势吸引更多的用户，与此同时用户可以自由地选择并签订购电协议。具体来说，同一区域的光伏储能系统通过博弈来调整实时电价获得最大效益，用户在满足自身需求的基础上，通过电价进行比较选择。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种考虑用户用电需求，光伏电站与储能电站参与电力市场的电费定价，并基于斯塔克尔伯格博弈，建立光伏与储能的收益模型，减少电网负荷，提高光伏能源利用率的光储系统容量配置优化方法。该方法使用效用函数来模拟电力用户的偏好和电力消费模式，建立斯塔克尔伯格博弈模型分析光伏电站与储能电站在电力市场实时定价中的策略互动，并通过博弈达到均衡来优化光伏储能系统的容量配置，从而达到提高光伏能源的利用率，减少支出，扩大收益的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于电力消费模式的光伏储能容量配置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：收集用户电力需求，确定光伏电站与储能电站的容量配置函数；

步骤2：建立斯塔克尔伯格博弈模型，其中光伏电站为领导者，储能电站为跟随者；

步骤3：结合容量配置函数，建立光伏电站与储能电站的收益函数；

步骤4：光伏电站作为领导者，先制定与储能电站进行电能交易的电费定价，以光伏电站收益最大为目标函数；储能电站作为跟随者，根据光伏电站制定的电费定价调整自身的电费定价，以实现储能电站收益最大；

步骤5：将光伏电站与储能电站的电费定价代入容量配置函数中，得到光伏储能系统优化后的容量配置。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤1具体如下：

首先，建立光伏储能系统效用相关的模型，通过效用函数U(p，D)来表示：

式中，α为电力需求系数，γ为售电单价折算系数，β为电力负荷折算系数，p表示售电单价，p₁及p₂分别为光伏电站与储能电站的售电单价，D为用户电力负荷；

然后，通过电力需求函数来建立用户的电力需求模型，电力需求函数通过最大化效用函数U(p，D)而得；当电力需求函数D(p₁，p₂)表示为：

根据用户的电力需求函数以及光伏电站与储能电站的电费定价之间的联系，确定光伏电站与储能电站的装机容量，分别通过光伏电站与储能电站的容量配置函数来表示：