[发明专利]计及碳收益的光储系统参与调峰辅助服务市场的控制方法

权利要求书

1.计及碳收益的光储系统参与调峰辅助服务市场的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据天气预报所预测的未来气象信息，获取光伏电站未来的出力数据预测序列；

步骤二：电力调度部门根据负荷预测情况以及能量市场出清结果，下发光伏电站调峰指令信号；

步骤三：电力调度部门日前在调峰辅助服务市场完成预出清，得到全天各个时段的单位容量调峰补偿电价；

步骤四：建立计及碳收益的光-储联合系统参与调峰辅助服务的优化调度模型，考虑联合系统内部光-储互动模式以及光-储联合系统与电网之间的功率传递模式；

步骤五：根据步骤一步骤二及步骤三所获得的光伏预测数据和市场披露信息，求解步骤四建立的优化模型，得出光-储联合系统内部以及联合系统与电网之间传递功率值，即为光-储联合系统的最优控制结果。

2.根据权利要求1所述的计及碳收益的光储系统参与调峰辅助服务市场的控制方法，其特征在于：所述优化调度模型的优化目标为光-储联合系统净收益最大；所述净收益包括调峰市场收益加上碳减排收益，减去储能调度成本、光伏系统运维成本以及弃光惩罚。

3.根据权利要求2所述的计及碳收益的光储系统参与调峰辅助服务市场的控制方法，其特征在于：优化模型的约束条件考虑光-储联合系统的物理约束，以及调峰辅助服务市场对于市场主体的约束；具体实施过程如下：

所述出力数据预测序列表示为P^PV(t)，其采样间隔为Δt，总采样周期为T，而总采样点数N＝T/Δt；

所述下发光伏电站调峰指令信号表示为P_peak(t)，其信号间隔为Δt，总时间跨度为T，而总离散点个数为N＝T/Δt；

所述单位容量调峰补偿电价表示为ρ_peak(t)；

S51：建立目标函数：

优化模型目标函数为光-储联合系统在调峰辅助服务市场中的净收益最大，其表达式如下：

maxObj＝R_peak+R_c-C_B-C_PV-C_quitPV (1)

其中各分量的计算表达式如下：

1)R_peak为光-储联合系统在调峰辅助服务中获得的补偿收益：

(2)式中，ρ_peak(t)表示各结算周期内单位容量下的调峰辅助服务价格，表示光-储联合系统总的调峰上网功率；P^PV-G(t)和P^B-G(t)分别表示t时刻光伏系统和储能装置向电网的注入功率的模值；B^PV-G(t)和B^B-G(t)为布尔变量，分别表示t时刻光伏系统和储能装置是否向电网注入功率，0表示不注入，1表示注入；

2)R_c为光-储联合系统的碳收益：

(3)式中，α表示光-储联合系统在碳交易市场中历史履约情况的指标；表示光-储联合系统的日内总上网电量；φ_c表示碳排放因子；ρ_c表示碳减排量成交价格；

3)C_B为储能的日平均运行成本：

(4)式中，表示调用储能装置的年平均成本；/表示储能的运行维护成本；/表示储能的初始投资成本；i_r表示贴现率；m表示储能的全寿命使用年限；/表示储能装置的额定功率；/表示储能装置的额定容量；/表示单位功率的储能运维费用系数；表示配置储能的单位容量成本；/表示配置储能的单位功率成本；/表示单位容量储能的辅助设施价格；

4)为光伏系统的运行维护成本：

(5)式中，表示光伏系统的运行维护系数；

5)C_quitPV为光伏系统的弃光成本：

C_quitPV＝k_quitPV×[P^PV(t)-P^PV-G(t)·B^PV-G(t)-P^PV-B(t)·B^PV-B(t)] (6)

(6)式中，k_quitPV表示光伏系统的弃光惩罚系数；P^PV-B表示t时刻光伏系统向储能装置注入功率的模值；B^PV-B(t)为布尔变量，分别表示t时刻光伏系统是否向储能装置注入功率，0表示不注入，1表示注入；

S52：约束条件

1)光-储联合系统的功率流向约束：

约束条件一要求，在同一时刻，光伏不能同时向电网和储能输送功率；储能装置不能既与光伏系统有与电网交互；储能装置不能同时充电和放电，即：

(7)式中，B^PV-G(t),B^PV-B(t),B^B-G(t),B^G-B(t)四个变量均为布尔变量，其物理意义表示t时刻前者是否向后者输送功率，上标PV表示光伏系统，上标B表示储能，上标G表示电网，0表示不注入，1表示注入；

2)光-储联合系统的充放电功率值约束：

约束条件二要求，在任意时刻光伏系统的放电功率必须小于光伏系统发出的最大功率；储能装置在任意时刻的充放电功率应该小于其额定功率，如下式：

3)储能设备荷电状态约束：

约束条件三要求，在任意时刻储能系统的荷电状态需要介于储能荷电状态的上下限值之间，即：

(9)式中η^ch/η^dis为储能充放电效率；SOC(i)为储能的实时荷电状态；SOC_max为储能设备所允许的最大荷电状态；SOC_min为储能设备所允许的最小荷电状态。

4.根据权利要求3所述的计及碳收益的光储系统参与调峰辅助服务市场的控制方法，

其特征在于：采用Cplex商业求解软件求解优化模型即可得到有效结果。