[发明专利]基于主从博弈的集中式共享储能容量配置和定价方法

说明书

本发明涉及一种基于主从博弈的集中式共享储能容量配置和定价方法，包括：分别建立共享储能运营商侧容量配置优化子模型和电网侧容量配置优化子模型；利用交替方向乘子法计算共享储能容量最优值；建立上层模型；建立下层模型；利用KKT最优性条件和线性规划对偶定理将双层优化模型转化为单层优化模型；基于步骤(2)中求得的共享储能容量最优值，利用商业求解器求解单层优化模型，得到主从博弈的博弈均衡点，即储能运营商最优定价。本发明符合现实中电网与共享储能运营商多主体决策的特点；能保护不同利益主体的数据隐私；本发明通过成本共享和规模经济提高储能的成本效率，不仅适用于中小型电力用户，而且适用于市域大型电力系统，具有普适性。

技术领域

本发明涉及共享储能消纳新能源发电技术领域，尤其是一种基于主从博弈的集中式共享储能容量配置和定价方法。

背景技术

随着电网储能的应用价值、商业化发展逐渐得到了市场的关注和认可，如何消纳新能源发电成为目前亟待解决的问题，而储能是平抑新能源波动的重要手段，但目前我国储能产业仍存在政策不够完善，投资方承担风险较高的问题，商业化进程较为缓慢。

近年来，关于储能电站商业模式的研究已取得了一些成果，传统的分布式储能受安全性能、电价政策、空间位置、商业模式等限制，近年出现了“云储能”的概念，但该模式依托于现有的电网设施，电网故障可能导致储能系统出现共模失效，且仅适用于中小型用户，因此“储能租赁”和“电能共享市场”的概念又被提出。随着能源互联网和共享经济的兴起，共享储能的商业模式应运而生，其已经成为储能在能源互联网中应用的重要研究方向。已有的储能商业模式由于利益主体参与较少而导致储能电站收益来源单一，而共享储能由于其应用灵活，可以整合区域内储能资源提供电力辅助服务，有效解决分散式储能存在的建设质量不高、调度运行不便等问题，通过成本共享和规模经济提高储能的成本效率。但目前国内投资案例较少，国外研究集中于住宅区和用户侧，共享储能参与主体仍不够丰富。

目前，针对共享储能优化配置和定价方法的研究才刚刚起步，大多研究将共享储能应用于中小型电力系统，且将其参数视为常值，鲜有研究考虑高比例新能源接入情况下的共享储容量优化配置，并且配置参数时不同利益体间的数据隐私未能得到保护。此外，针对共享储能的定价方式也有待研究。因此，如何在设置合理参数使得所建设的容量不被浪费的同时合理设置共享电价达到利益最大化是共享储能目前亟待关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需依赖唯一的决策主体对电网与共享储能运营商的集中式优化模型进行数据采集和发电调度，共享储能容量配置过程通信量小、自主性强、灵活性强，且信息保密性较好，不仅适用于中小型电力用户，而且适用于市域大型电力系统的基于主从博弈的集中式共享储能容量配置和定价方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于主从博弈的集中式共享储能容量配置和定价方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)分别建立共享储能运营商侧容量配置优化子模型和电网侧容量配置优化子模型：共享储能运营商侧容量配置优化子模型以集中式共享储能的投资建设成本和共享储能充放电功率成本最优为目标，计算共享储能运营商侧的共享储能容量供应量共享储能充电功率供应量和共享储能放电功率供应量在电网侧容量配置优化子模型中，以电网新能源消纳、调峰能力和成本最优为目标，计算电网侧的共享储能容量需求量共享储能充电功率需求量和共享储能放电功率需求量

(2)利用交替方向乘子法ADMM计算共享储能容量最优值：共享储能运营商侧容量配置优化子模型与电网侧容量配置优化子模型相互传递共享变量，当收敛判据成立时停止计算共享变量，并输出共享储能容量最优值，否则，更新对偶变量迭代计算，直至共享变量收敛为止；所述共享变量包括共享储能容量供应量共享储能充电功率供应量和共享储能放电功率供应量

(3)以共享储能投资运营商为主导者建立上层模型：上层共享储能投资运营商目标函数为当前共享储能时段t的共享净收益最大化，所述共享净收益包括共享储能服务收益、共享储能投资建设成本和储能充放电功率成本，决策变量为共享电价