[发明专利]一种抽蓄电站向电网提供多时间尺度备用的优化建模方法

说明书

本发明提供了一种抽蓄电站向电网提供多时间尺度备用的优化建模方法，包括以下步骤：获取抽蓄电站运行参数、电网电能量市场的日前电价信息、电网备用服务的补偿电价信息；建立抽蓄电站在电能量市场中的运行边界模型和购/售电收益函数；建立抽蓄电站提供单一备用的运行边界模型；建立抽蓄电站提供多时间尺度备用的耦合约束模型；根据上述三个模型，同时考虑抽蓄电站的购/售电收益与备用收益，建立抽蓄电站参与电能量市场、并提供多时间尺度备用服务的优化模型，本发明提出了储能在不确定性电价和不同备用补偿价格下的优化决策方法，获得抽蓄电站的优化调度结果、实现其总收益最大化，同时丰富电网的备用资源，提高电网运行的安全性。

技术领域

本发明涉及电力系统运行领域，尤其涉及电力系统中抽蓄电站参与电网备用辅助服务问题。

背景技术

在“碳达峰、碳中和”发展背景下，我国电源结构与电网运行特征将发生深刻变革。新能源发电在电源侧的比重将越来越高，该趋势增加了电网运行的功率平衡难度，提高了不同时间尺度上的备用辅助服务需求。

我国新型电力系统建设和新能源发电的发展增加了系统各个时间尺度上的备用需求。电网层面上，我国电网形成了特高压交、直流互联结构，直流闭锁故障将造成严重的功率不平衡问题，对各区域的秒级至分钟级的快速备用需求提出了巨大挑战。新能源的大量接入，其间歇性与波动性使得电网分钟级、小时级、以及数小时级的备用需求增加。早期的电网备用主要由各类发电厂提供。然而，随着电网备用需要的增加，单一的电源侧备用已难以满足未来电网运行需求。因此，储能与需求侧的备用潜力受到了越来越多的重视。

抽蓄电站作为较为成熟的储能方式之一，国内外针对抽蓄电站提供辅助服务问题已开展了较多的研究，但主要针对抽蓄电站提供旋转备用问题展开研究。然而，未来高比例新能源电力系统对一次、二次、三次等备用资源均有较大的需求。抽蓄电站将为电网提供不同时间尺度上的备用支撑，然而，其参与电能量市场与辅助服务市场的决策问题具有高度的耦合关系。

为了解决抽蓄电站参与多类市场的优化决策问题，本专利建立了抽蓄电站参与电能量市场与、并提供多时间尺度备用的优化运行模型。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于：提供建立了抽蓄电站参与电能量市场与、并提供多时间尺度备用的优化运行模型，提出了储能在不确定性电价和不同备用补偿价格下的优化决策方法，获得抽蓄电站的优化调度结果、实现其总收益最大化，同时丰富电网的备用资源，提高电网运行的安全性。

本发明采用如下的技术方案：

一种抽蓄电站向电网提供多时间尺度备用的优化建模方法，包括以下步骤：

S1、获取抽蓄电站运行参数、电网电能量市场的日前电价信息、电网备用服务的补偿电价信息；

S2、建立抽蓄电站在电能量市场中的运行边界模型和购/售电收益函数；

S3、建立抽蓄电站提供单一备用的运行边界模型；

S4、建立抽蓄电站提供多时间尺度备用的耦合约束模型；

S5、根据所述运行边界模型、所述抽蓄电站提供单一备用的运行边界模型和所述抽蓄电站提供多时间尺度备用的耦合约束模型，同时考虑抽蓄电站的购/售电收益与备用收益，建立抽蓄电站参与电能量市场、并提供多时间尺度备用服务的优化模型。

进一步的，所述抽蓄电站在电能量市场中的运行边界模型约束条件包括：抽蓄电站的发电功率约束，抽蓄电站的抽水功率约束，抽蓄电站的抽水、放电状态互斥约束，抽蓄电站的蓄水池库容约束，抽蓄电站库容状态与抽水、放电功率的关联约束，抽蓄库容的周期性约束。

进一步的，所述抽蓄电站在电能量市场中购/售电收益函数为：