[发明专利]一种基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法

说明书

本发明公开了一种基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法，首先，针对蓄电池和超级电容器不同的运行特性制定混合储能的控制策略，蓄电池采用“低储高发”的充放电策略，超级电容器基于模型预测控制平抑风光波动，跟踪计划发电；其次，建立混合储能电站的双层优化配置模型，并构建储能配置结果的评价指标；最后，基于考虑储能配置效果的改进Shapley分值法分配各新能源场站的收益。本发明提供的基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法，规划时明确混合储能的运行策略及获利方式，最大化储能电站的年综合效益，并为联盟中的新能源场站合理分配收益，使共享混合储能电站获得个体合理性和集体合理性。

技术领域

本发明涉及电力系统储能规划技术领域，特别是涉及一种基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法。

背景技术

随着新能源渗透率的不断提高，新能源固有的波动性和随机性对电力系统的安全稳定运行带来新的挑战，因此，国家以及各地方政府纷纷出台了关于新能源配置储能的强制性考核政策。然而，目前在储能系统的实际应用中出现了利用率不高、产能搁置等问题，因此如何科学配置储能容量避免资源浪费需要进一步讨论。

为降低新能源场站储能建设成本，提高其利用率，康重庆等人在电力系统自动化，2017，41(21)：2-8.“未来电力系统储能的新形态：云储能”中提出了“共享储能”的概念。当前，利用共享储能提升资源配置效率的研究主要集中在配电网侧、解决储能运营商和储能租赁用户交易问题等方面，其中的储能运营商往往由第三方提供，因此多采用非合作博弈。近年来，相关学者也在发电侧对共享储能进行了研究，将新能源场站作为储能电站的投资者。孙偲等人在全球能源互联网，2019，2(04)：360-366.“基于合作博弈的发电侧共享储能规划模型”中建立了基于合作博弈的新能源电厂共享储能规划模型，但联盟成员为5个风电厂，并未考虑光伏电站的加入，在收益分配时也仅从成员的边际收益角度出发，而没有考虑成员的加入对整体出力效果的影响。因此，目前新能源场站单独配置储能系统，存在利用率低、经济性差的问题，亟需改进。

另外，新能源场站要适应现代电网对能量及功率的多样化需求，单一类型的储能技术往往难以满足要求，而由2种或多种储能技术进行联合配置可以取长补短，充分发挥各方的技术经济优势，极大地扩展储能系统的应用场景。混合储能系统的功率分配和容量配置对整个电网的技术性和经济性有着重要的影响。张晴等人在电工技术学报，2016，31(14)：40-48.“净效益最大的平抑风电功率波动的混合储能容量配置方法”提出了一种利用滑动平均和经验模态分解获得储能参考功率的混合储能功率和容量配置方法。马兰等人在电网技术，2022，46(03)：1016-1029.“基于混合储能双层规划模型的风电波动平抑策略”采用自适应小波包分解方法得到混合储能的参考功率，建立了基于电池寿命量化模型的混合储能容量优化模型。杨珺等人在电网技术，2013，37(05)：1209-1216.“并网风光发电中混合储能系统容量优化配置”构建了基于多步模型算法控制的混合储能平抑-定容双层规划模型文献。上述文献大多将混合储能容量配置与平抑波动控制方法相结合进行分析，然而在风电波动较小时段，利用储能闲置容量参与调峰及提供备用，可提高储能利用率，增加储能运行效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法，为新能源场站规划共享储能时，充分考虑了蓄电池和超级电容器不同的运行特性，制定了混合储能的控制策略，并基于考虑储能配置效果的改进Shapley分值法分配各新能源场站的收益，使共享混合储能电站获得个体合理性和集体合理性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于合作博弈的共享混合储能电站的储能规划方法，该方法包括以下步骤：

S1，针对蓄电池和超级电容器不同的运行特性制定混合储能的运行策略；

S2，建立混合储能电站的双层优化配置模型，使混合储能电站年收益最大化，并构建混合储能配置效果的评价指标；