[发明专利]一种基于共享经济理念的储能资源匹配方法

权利要求书

1.一种基于共享经济理念的储能资源匹配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，构建以云储能平台为核心的云储能商业模式主体结构；

步骤S2，构建云储能商业模式主体结构的运行流程；

步骤S3，分析主体结构中的储能资源盈余用户的市场行为，建立储能闲置量决策模型；分析主体结构中的储能资源需求用户的市场行为，建立储能需求量决策模型；

所述步骤S3建立储能资源盈余用户的储能闲置量决策模型的具体过程为：

步骤S31.1，分析储能资源盈余用户的日用能成本情况，以综合日用能成本最小为目标建立储能闲置量决策模型的目标函数，采用如下公式表示：

minC^DR+C^G-C^IL

其中，C^DR为储能资源盈余用户的购电成本；C^G为储能资源盈余用户的购气成本；C^IL为储能资源盈余用户提交闲置储能资源后可能获得的收入，采用如下公式表示：

其中，P_t^DR为储能资源盈余用户在时段t的购电功率，需大于等于0，即余电不能上网；λ_t为时段t的电价；F_t为用户的分布式能源设备在时段t消耗的天然气量；λ_t^F为时段t的天然气价格；k为云储能资源的收购价格系数；Price^E'和Price^P'为用户对云储能资源价格的估计值；E^YIL和P^YIL为用户准备向云储能平台提交的储能存储容量闲置量和储能功率容量闲置量；Δt为时段间隔；

步骤S31.2，分析储能闲置量决策模型的决策变量，决策变量包括：闲置储能存储容量E^YIL、闲置储能功率容量P^YIL、储能设备每时段的充/放电功率、其他分布式能源设备每时段的出力值；

步骤S31.3，根据分布式能源设备的物理特性为储能闲置量决策模型添加约束条件，约束条件采用如下公式表示：

其中，P_t^CH与P_t^DCH分别为储能设备的充/放电功率；为0-1变量，表示储能设备的充放电状态；与分别为储能设备的功率容量和存储容量；η^ST为储能充/放电效率；

所述步骤S3建立储能资源需求用户的储能需求量决策模型的具体过程为：

步骤S32.1，分析储能资源需求用户的日用能成本情况，以综合日用能成本最小为目标建立储能需求量决策模型的目标函数，采用如下公式表示：

minC^DR+C^G+C^ST

其中，C^DR为储能资源需求用户的购电成本；C^G为储能资源需求用户的购气成本；C^ST为储能资源需求用户的云储能容量租赁成本，采用如下公式表示：

其中，E^YDM和P^YDM分别为储能资源需求用户的云储能容量需求量；

步骤S32.2，分析储能需求量决策模型的决策变量，决策变量包括：云储能存储容量需求量E^YDM、云储能功率容量需求量P^YDM、云储能每时段的充/放电功率、其他分布式能源设备每时段的出力值；

步骤S32.3，根据分布式能源设备的物理特性为储能需求量决策模型添加约束条件，约束条件包括：1)云储能的充/放电功率不能超过云储能功率容量需求量；2)云储能存储的电能不能超过云储能存储容量需求量；3)云储能存储容量的日净充/放电量为零；4)其他分布式能源设备的出力值满足各设备本身的容量约束及能源转化约束；5)各类能源的生产与消耗之间满足平衡约束；

步骤S4，结合用户的储能闲置量决策模型和储能需求量决策模型，构建云储能平台的储能匹配机制与辅助定价机制，为储能资源的合理分配提供支持；

所述步骤S4建立云储能平台的储能资源匹配机制具体过程为：

步骤S41.1，整理储能资源盈余用户提交的闲置储能容量以及储能资源需求用户提交的云储能容量需求量，采用如下公式表示：

Idel＝{Idel¹,Idel²,...,Idelⁿ}

Demand＝{Demand¹,Demand²,...,Demand^m}

其中，Idel为闲置储能容量集合；Demand为云储能容量需求量集合；Idelⁿ＝{E^n,IL,P^n,IL}和Demand^m＝{E^m,DM,P^m,DM}分别为第n个储能资源盈余用户提交的闲置储能容量与第m个储能资源需求用户提交的云储能容量需求量；

步骤S41.2，将储能资源需求用户j(1≤j≤m)提交的云储能资源需求Demand^j拆分成s^j个子需求Subdemand^j，采用如下公式表示为：

步骤S41.3，形成储能资源匹配矩阵R_n×m，元素r_ij代表第i个储能资源盈余用户匹配第j个储能资源需求用户的子需求Subdemand^j的数量，采用如下公式表示：

步骤S41.4，利用优化模型对储能资源盈余量与需求量进行匹配，所述优化模型采用如下公式表示为：

步骤S41.5，根据优化模型的输出结果得到储能资源盈余量与闲置量的匹配情况：

对于第i个储能资源盈余用户，其成交量为{E^i.SL,P^i.SL}，采用公式表示为：

对于第j个储能资源需求用户，其成交量为{E^j.PC,P^j.PC}，采用公式表示为：

所述步骤S4建立储能资源辅助定价机制的具体过程为：

步骤S42.1，以储能设备的全寿命周期成本为依据建立云储能资源的单位容量定价基准，采用以下公式表示：

其中，和分别为储能存储容量和功率容量的定价基准；c_r和c_d分别为贴现率与通货膨胀率；Y为储能的平均寿命年限；和分别为储能设备存储容量与功率容量的全寿命周期成本；

储能设备存储容量与功率容量的全寿命周期成本采用以下公式表示：

其中，和分别为储能设备单位存储容量和功率容量的初始投资价格；γ为设备回收系数；为储能设备单位容量的年维护价格；

步骤S42.2，考虑储能资源需求用户的租赁行为，制定云储能资源的价格，云储能资源价格的制定策略采用如下公式表示：

其中，k_ad1和k_ad2分别为云储能资源存储容量和功率容量的价格调整系数；所述步骤S1构建的云储能主体结构包括：

储能资源盈余用户，其拥有实体分布式储能设备，且存在闲置的储能设备容量；在云储能商业模式中，储能资源盈余用户能够将运行日的闲置储能容量出租给云储能平台以获得经济收益；

储能资源需求用户，其有使用储能设备的需求；在云储能商业模式中，储能资源需求用户不需要购买安装额外的实体储能设备，通过租赁云储能平台提供的云储能容量便能够完成电能的存储与释放；

云储能平台，通过现代信息网络技术实现区域储能资源的共享，其作为中间枢纽连接了储能资源盈余方与需求方并从储能设备容量使用权的转移中获得利润；所述步骤S2构建的运行流程具体包括：

条款说明阶段：云储能平台首先将服务条款对用户进行告知，云储能用户同意服务条款才能够进行注册，用户在注册时需提交已拥有的分布式能源设备类型和容量；

闲置储能提交阶段：位于实际运行日的前一天，储能资源盈余用户在此阶段向云储能平台提交运行日当天闲置的储能设备容量；

储能需求提交阶段：位于实际运行日前一天，云储能平台在此阶段中向用户推送云储能资源的价格，而储能资源需求用户则根据云储能资源的价格决定向云储能平台提交的云储能容量需求量；

储能资源匹配阶段：云储能平台将对储能资源盈余用户提交的储能闲置容量与储能资源需求用户提交的云储能容量需求量进行匹配并公布实际成交量；

实时控制阶段：已租赁云储能容量的储能资源需求用户能够利用云储能资源完成电能的储存与释放，云储能平台在接收到储能资源需求用户的充/放电请求后需向相应的储能资源盈余用户发送储能设备控制命令；

资金结算：位于实际运行日结束之后，云储能平台、储能资源盈余用户以及储能资源需求用户之间完成储能容量费用及储能充/放电费用的结算。