一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法

专利2026-02-10  13


本发明具体涉及一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,属于清洁能源领域。


背景技术:

1、在“双碳”目标下,以风电、光伏等为代表的清洁能源将成为未来电力生产的主体能源,但其间歇性、不确定性给电力系统安全稳定运行带来了挑战。目前,中国电力体制改革稳步发展,计划到2030年基本建成全国统一电力市场体系,鼓励各市场主体,包含清洁能源,能够平等竞争、自主选择地参与到电力市场中。因此,随着以风电、光伏为代表的清洁能源战略地位的凸显,同时在清洁能源商参与多类型市场化竞争的前提下,如何提高资源利用率、获取最大收益的问题是当前研究重点之一。

2、储能系统可在容量允许的条件下存储或释放能量,将清洁能源与储能系统相结合,可减少由于间歇性可再生能源造成的变化,提高系统可靠性。多类型清洁能源聚合发电单元(aggregated generation unit,agu)将风电、光伏、水电以及储能汇集,实现了多类清洁能源与储能聚合主动调控,形成了可整体调控、整体参与市场的发电单元,促进了清洁能源的消纳。演化博弈是基于有限理性与获取有限信息的条件,参与者通过动态调整行为以适应环境与对手,从而得到群体行为趋势的博弈理论。可基于演化博弈理论模拟售电商参与电力市场的竞价行为。

3、因此,在清洁能源商参与多类型市场化竞争的前提下,研究如何提高资源利用率、提高清洁能源消纳能力与收益能力的方法是当前解决高比例清洁能源渗透对电力系统经济运行、清洁能源盈利能力带来的挑战的首要任务。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷,针对目前清洁能源参与电力市场方式单一的问题,提出一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,通过构建清洁能源聚合发电单元参与多类型市场联合竞价下的内部优化调度模型,使得清洁能源能够通过对内部清洁能源和储能进行最优控制。

2、为此,本发明采用的技术方案如下:

3、一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其包括:

4、s1、获取待控制的清洁能源聚合发电单元在电能量市场和调频辅助服务市场中的中标电量以及市场出清电价;

5、s2、以中标电量与市场出清电价作为输入,以清洁能源聚合发电单元收益最大为目标,以清洁能源调频容量、储能soc和其他调频容量为约束条件,构建针对清洁能源聚合发电单元的优化运行控制模型,通过优化算法对优化运行控制模型进行求解,得到清洁聚合发电单元内各清洁能源单元与储能各自的出力值,从而对清洁能源聚合发电单元进行优化控制。

6、作为优选,所述s1中的中标电量以及市场出清电价,通过演化博弈理论模拟清洁能源聚合发电单元参与电能量市场、调频辅助服务市场的竞价行为,并根据竞价行为和市场规则模拟市场出清过程,从而得到电能量市场和调频辅助服务市场的出清电价,以及清洁能源聚合发电单元在不同市场中的中标电量。

7、作为优选,清洁能源聚合发电单元中聚合有清洁能源以及储能,所述清洁能源包括风电和光伏。

8、作为优选,所述s2中,使清洁能源聚合发电单元收益ra最大化的目标函数为:

9、f=maxra

10、

11、式中:为清洁能源聚合发电单元内部清洁能源参与市场竞价所获得的收益,coperation为清洁能源运维成本,cess为储能充放电产生的充放电成本费用,cinstallation为聚合各类资源时安装所需的聚合成本,cpu为电能量市场偏差考核成本,计算式分别为:

12、

13、式中:分别为日前电能量市场出清电价、调频容量出清电价、调频里程出清电价;分别为t时刻清洁能源聚合发电单元在电能量市场、调频辅助服务市场的中标电量;表示调频容量中标量,为风电调频容量和光伏调频容量之和;qbess为储能容量,pbess为储能容量单价,pmess为储能运维单价,n为储能运行年数,l储能循环次数;cwind、cpv、cess分别表示风电、光伏、储能的聚合成本,分别表示清洁能源聚合发电单元内风电站、光伏站、储能站的数量;λ+、λ-分别表示在电能量市场的偏差电量、正偏差、负偏差电价;tagu为聚合时间,t、δt分别为收益结算次数与结算时间间隔;pess,t为t时刻的储能充放电功率;为t时刻第i个风电站的出力值,为t时刻第j个光伏站的出力值,为t时刻储能站的放电值,为t时刻储能站的充电值。

14、作为优选,所述s2中,约束条件包括清洁能源调频容量约束、储能soc约束和其他调频容量约束;其中:

15、所述清洁能源调频容量约束包含风电、光伏上下调频容量约束,公式分别为:

16、

17、式中:分别为风电、光伏的上下调频容量;分别为第i个风电站、第j个光伏站的预测出力;分别为第i个风电站、第j个光伏站在电能量市场的中标出力;分别为第i个风电站、第j个光伏站的额定功率;δwind,i、δpv,j分别为第i个风电站、第j个光伏站的爬坡率;

18、所述储能soc约束如下:

19、

20、αru+αrd=1

21、0≤μru,μrd≤1

22、式中:soctess为t时刻储能的soc值,分别为t时刻储能充电功率、放电功率、调频备用容量;socess,max、socess,min分别为储能soc上限、下限;αru、αrd分别为储能用于向上调频、向下调频的时间比例,μru、μrd分别为t时刻需要向上调频、向下调频时储能系统的平均功率;ηc为储能充放电效率;

23、所述其他调频容量约束如下:

24、

25、式中,分别为风电的上、下调频备用容量,分别为光伏的上、下调频备用容量;为储能备用容量。。

26、相对于现有技术而言,本发明具有的有益效果是:

27、本发明提供了一种考虑多类型电力市场联合竞价的清洁能源聚合发电单元运行控制方法,实现对清洁能源发电单元的集中管理和优化运行,以适应不同类型电力市场的需求和变化,同时最大化清洁能源聚合发电单元的经济效益,为促进清洁能源参与电力市场并根据控制方法合理分配其容量参与市场获取收益提供依据。



技术特征:

1.一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其特征在于,所述s1中的中标电量以及市场出清电价,通过演化博弈理论模拟清洁能源聚合发电单元参与电能量市场、调频辅助服务市场的竞价行为,并根据竞价行为和市场规则模拟市场出清过程,从而得到电能量市场和调频辅助服务市场的出清电价,以及清洁能源聚合发电单元在不同市场中的中标电量。

3.根据权利要求1所述的一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其特征在于,清洁能源聚合发电单元中聚合有清洁能源以及储能,所述清洁能源包括风电和光伏。

4.根据权利要求1所述的一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其特征在于,所述s2中,使清洁能源聚合发电单元收益ra最大化的目标函数为:

5.根据权利要求1所述的一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法,其特征在于,所述s2中,约束条件包括清洁能源调频容量约束、储能soc约束和其他调频容量约束;其中:


技术总结
本发明公开了一种考虑电力市场联合竞价的清洁能源聚合单元控制方法。本发明采用的技术方案为:基于演化博弈理论模拟清洁能源聚合发电单元参与电能量市场、辅助服务市场的竞价行为并模拟市场出清,将得到的各清洁能源商中标电量与市场出清电价作为输入,以清洁能源聚合发电单元收益最大为目标对聚合单元内清洁能源与储能出力优化控制。本发明具有的有益效果是:给出一种考虑多类型电力市场联合竞价的清洁能源聚合发电单元运行控制方法,实现对清洁能源发电单元的集中管理和优化运行,以适应不同类型电力市场的需求和变化,同时最大化清洁能源聚合发电单元的经济效益,为促进清洁能源参与电力市场并根据控制方法合理分配其容量参与市场获取收益提供依据。

技术研发人员:莫凯佳,王仁顺,陈浔俊,江全元,耿光超
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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