[发明专利]一种基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法

说明书

本发明属于电网调度技术领域，尤其涉及一种基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法。本发明方法首先建立一个基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，将社区储能管理模型改写为贝尔曼方程，利用最优策略的阈值方法，求解与社区储能调度模型等价的贝尔曼方程，得到社区储能设备的调度结果。本发明的基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，在考虑可再生能源发电，价格和需求等市场不确定性的情况下，建立了储能作为价格制定者的储能管理模型。其中考虑了大规模储能参与市场影响价格即作为价格制定者的情况，因此更符合实际，可以更好指导基于生产消费者的社区利用储能来获得利益。

技术领域

本发明属于电网调度技术领域，尤其涉及一种基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法。

背景技术

近年来，社区储能已成为先进智能电网技术之一，在可靠性、质量、经济性和控制性方面为电力系统带来了诸多好处。社区储能系统可以是单个储能系统，也可以是一组地理位置分散的储能系统，但可通过虚拟电厂的形式进行协调。社区储能系统位于靠近消费者和分布式能源的位置，可作为库存来缓解随机分布式能源的不确定性，促进分布式能源的进一步消纳。

目前已有社区储能管理方法通常基于库存理论确定储能的运行，规模和价值。在面对诸如可再生能源发电，价格和需求等市场不确定性的情况下，现有做法通常假定储能是价格接受者，对市场价格没有影响。而储能和市场准入政策规模不断扩大激励储能参与市场并参与价格制定，成为价格制定者。假定储能是价格接受者的做法不再适用。作为价格制定者的储能与电力市场有着复杂的相互作用：一方面，储能利用市场价格的差异来进行能源套利。另一方面，它通过减少高峰负荷和增加非高峰负荷来平缓价格差异，从而减少了套利机会。为保证社区拥有的价格制定者储能的盈利，本发明从以下角度解决了社区储能管理问题：1)储能动作(充、放电)与不确定的市场环境之间的相互作用；2)影响电力市场的储能决策结构；3)当社区由不同的市场参与者(例如消费者，生产者或生产消费者)组成时，对社区有利的操作方法。

目前已有制定社区储能管理的方法通常基于库存理论确定储能的运行，规模和价值，特别是在面对诸如可再生能源发电，价格和需求等市场不确定性的情况下，现有做法通常假定储能是价格接受者，对市场价格没有影响。而随着储能和市场准入政策规模不断扩大，大规模储能参与市场并参与价格制定，成为价格制定者。假定储能是价格接受者的做法会减小社区储能管理的收益，不再适用。

a.目前已有制定社区储能管理的方法实际使用较复杂，计算量大，计算时间长，不实用。

b.目前常用的随机动态规划使用有限层模型，受到“维数诅咒”的困扰。它们在计算为了使用反向推论获得最优解，需要高度离散化状态。又因反向推论的复杂度随着状态尺寸的增加而呈指数增长，而难以获得最佳解。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，建立考虑可再生能源发电、价格和需求等不确定性情况下，社区储能作为价格制定者，在实时市场中进行社区储能调度。

本发明提出的基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，首先建立一个基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，将社区储能管理模型改写为贝尔曼方程，利用最优策略的阈值方法，求解与社区储能调度模型等价的贝尔曼方程，得到社区储能设备的调度结果。

本发明提出的一种基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，其优点是：

1、本发明的基于马尔可夫决策过程的社区储能调度方法，在考虑可再生能源发电，价格和需求等市场不确定性的情况下，建立了储能作为价格制定者的储能管理模型。其中考虑了大规模储能参与市场影响价格即作为价格制定者的情况，因此更符合实际，可以更好指导基于生产消费者的社区利用储能来获得利益。

2、本发明的社区储能调度方法，同时优化能量套利和社会总收益，与已有技术中的只优化能量套利，本发明方法可以获得更多的经济效益。