[发明专利]电力市场调度需求下混合储能多时间尺度优化调度策略

说明书

本发明公开了电力市场调度需求下混合储能多时间尺度优化调度策略，首先进行日前优化调度，然后进行日内小时级优化调度，计算频率为每天96次，预测数据的步长为15分钟。再进行实时优化调度，其计算频率为每5分钟计算一次，对应的预测数据步长为5分钟。最后对日前优化调度、日内小时级调度以及实时调度运行的结果进行整合，获得火电机组与混合储能的实际控制策略。本发明通过引入对能量型储能的充放电切换次数的控制，实现有效的能量型储能投资，有助于延缓能量型储能设备的使用寿命。通过日前‑日内‑实时三个阶段协调，实现对混合储能充放电行为的高效经济地管理。

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，具体涉及一种电力市场调度需求下混合储能多时间尺度优化调度策略。

背景技术

随着以风光为代表的可再生能源大规模并入电网，其强烈的波动性与不确定性给电网的安全稳定运行带来了极大的挑战。储能设备具有存储和释放电能的能力，可以有效的改善源侧资源波动给电网带来的运行风险。就目前而言，单一类型储能设备的投资成本较高，因此展开充分合理的储能资源的市场化优化运行策略，在降低储能需求的同时维持储能的寿命是十分有必要的。现有技术中，对储能参与电力市场的调度，主要聚焦于日前或日内时段的独立研究，较少展开多时间尺度协同技术的考虑。由于储能的能量时序耦合关系，致使在优化储能策略时，需要尽可能考虑未来时刻的功率需求。然而，长时间的优化控制策略计算并非易事。因此，设计一种兼具长时间运行和快速计算需求的多时间尺度协同控制策略可以显著弥补现有策略的不足。此外，现有运行调度模型中，多采用雨点计数法展开储能寿命的在协调优化运行中的计算，但这种方式的可操作性相对较弱。因此，本方法选用更具有操作性的充放电次数控制的方式。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电力市场调度需求下混合储能多时间尺度优化调度策略。

多时间尺度优化策略以保障储能经济性的同时延长储能的使用寿命。因此，本发明提出的电力市场调度需求下混合储能多时间尺度优化调度策略，主要分为四步：

第一步，日前优化调度，计算频率为每天1次，预测数据的步长为1小时。

日前优化调度以最小化日前调度总运行成本为目标，基于日前获得的可再生能源预测出力和负荷需求信息，综合考虑含系统运行约束、火电机组运行约束、混合储能系统运行约束以及可再生能源运行约束，经过优化计算，获得针对火电机组的启停机状态、能量型储能的充放电策略以及日前火电机组的正、负备用方案；

第二步，日内小时级优化调度，计算频率为每天96次，预测数据的步长为15分钟。

将日前优化调度的火电机组的启停机状态、能量型储能的充放电策略以及日前火电机组的正、负备用方案作为确定值，基于日内短期预测获得的以15分钟为步长的可再生能源预测出力和负荷需求预测数据，在满足系统日内运行约束、火电机组日内运行约束、混合储能日内运行约束和可再生能源日内运行约束的情况下，优化获得最小化系统期望功率运行成本的火电机组功率策略和能量型储能的运行功率和容量值；

第三步，实时优化调度，其计算频率为每5分钟计算一次，对应的预测数据步长为5分钟。

将日前优化调度获得的结果作为确定值，日内小时级调度获得的结果作为参考值，以最小化与参考值的偏差为目标，结合实时调度运行约束，展开优化计算火电机组的运行功率、能量型储能运行功率以及功率型储能的运行功率。

第四步，对日前优化调度、日内小时级调度以及实时调度运行的结果进行整合，获得火电机组与混合储能的实际控制策略。

本发明有益效果如下：

本方案提出的多时间尺度随机调度模型的优点有如下几点：

1)提出的面向电力市场调度需求的多时间尺度混合储能协同优化模型更符合市场调节控制规律；