[发明专利]大规模可再生能源送端系统的共享储能优化配置方法

说明书

本发明涉及电力系统运行规划方法技术领域，是一种大规模可再生能源送端系统的共享储能优化配置方法，其基于合作博弈理论解决多个主体间的竞争与合作关系；计及发电不确定性，考虑大规模新能源并网导致的调频需求，设计共享储能电站与各送端系统中火电机组共同参与调频的合作模式。本发明在考虑极端发电功率极端偏差情况下对为多个可再生能源送端系统提供辅助服务的共享储能的容量进行科学配置，实现了物尽其用的目的，在提高大规模可再生能源接入的送端系统运行灵活性的同时为能量共享机制的可持续性发展提供依据。

技术领域

本发明涉及电力系统运行规划方法技术领域，是一种大规模可再生能源送端系统的共享储能优化配置方法。

背景技术

随着集中式可再生能源大规模并网，给电网的灵活运行能力带来挑战。储能能快速调峰、调频是提高电网灵活性的绝佳技术手段。但面对单一使用者的用户通常由于使用需求的波动性而为能得到充分利用，在共享经济的快速发展下，“共享储能”的商业模式应运而生。该模式能够提高储能利用率，弥补储能初期投资成本过大的缺陷。

目前对于“共享储能”的研究主要集中在模式设计与技术实现等方面，对共享储能交易过程中的定价机制也进行了相关探索：例如基于固定价格、峰谷价格、利益或成本分摊、拍卖价格等。在储能配置策略方面多数侧重在考虑系统发、用电不确定性的基础上，优化经济性以实现设备容量与型号的配置。包括考虑能源年利用率、二氧化碳排放量、系统长时间尺度的运行成本等。多数涉及动态频率约束的储能配置研究也均采用固定经验值或近似函数描述频率特性指标，未考虑不同可再生能源发电扰动的差异性，存在与实际情况偏差较大、结果不准确等问题。另外共享储能面向多使用者，不同使用者拥有不同的利益，并呈多元化趋势。共享储能的配置方案及各使用者在决策时需考虑自身与其他参与者对自身的影响。合作博弈理论可描述多个主体间的竞争与合作关系，是解决不同参与主体间的利益冲突的绝佳技术手段之一。

发明内容

本发明提供了一种大规模可再生能源送端系统的共享储能优化配置方法，克服了上述现有技术之不足，其在日前市场以可再生能源预测出力优化各送端系统中火电机组的运行状态；实时市场考虑可再生能源发电的不确定性，在发电偏差极端情况下得到满足各送端系统调频需求的共享储能配置方案。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种大规模可再生能源送端系统的共享储能优化配置方法，包括以下步骤：

S1：构建大规模可再生能源接入的送端系统与共享储能间的能量交互方式；

S2：在S1多参与者间能量交互方式的基础上，分析共享储能与多个大规模可再生能源接入的送端系统间的合作博弈关系，明确合作博弈主要要素；

S3：在S2合作博弈要素的基础上，构建共享储能与多个大规模可再生能源接入的送端系统间的策略式博弈模型；

S4：基于鲁棒优化理论，构建S3所述策略式博弈模型中发电功率不确定变量的不确定性合集；

S5：在S4所述不确定合集的基础上，构建所述S2合作博弈要素中送端系统的支付；

S6：构建所述S2合作博弈要素中共享储能的支付；

S7：推导所述S3的策略式博弈模型中不同模式的Nash均衡结果满足的调节；

S8：利用改进的鲸鱼算法对S3所述策略式博弈模型进行求解；

S9：基于S8的求解结果，分析不同策略式博弈模型下各参与者的支付及策略。