电力市场环境下储能参与调峰优化控制策略

作     者：安晨宇 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李军徽

授予年度：2024年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电化学储能 调峰交易 需求响应 深度调峰容量 源-网-荷 

摘      要：为实现碳达峰、碳中和的“双碳目标,构建以新能源为主体的新型电力系统,需要大力发展风能、太阳能等可再生能源。新能源出力随机性和波动性造成电网净负荷峰谷差、火电机组深度调峰负担、以及新能源机组承担辅助服务费用剧增等问题。电化学储能由于自身良好的“能量时移特性,成为解决新能源发电消纳问题有效手段。然而目前我国电力市场改革尚在推进,调峰辅助服务机制尚未完善。随着新能源发电占比不断提高,如何在电力市场下实现调峰资源最优调度已成为当前亟需解决的问题之一。 首先,为在提高新能源上网率同时兼顾调峰资源的经济效益,本文提出电力市场下考虑弃风、弃光的储能-新能源-火电多目标优化调度方法。首先,根据现行调峰政策设计储能-新能源-火电调峰市场交易机制,并建立以弃风率、弃光率为基准的新能源交易功率模型、报价模型和依托现行调峰规则的火电报价模型。其次,通过开展新能源与储能、火电之间的双边交易,以新能源中标功率和系统调峰成本为多目标进行出清,优化得到火电机组出力、新能源中标功率、储能充放电功率以及出清价格。 其次,针对规模化新能源发电并网造成电力系统调峰负担加剧以及调峰主体参与电力市场交易机制尚不完善等问题,本文提出计及多种交易模式的多储能-火电机组优化调度方法。首先,为降低新能源发电波动性对系统调峰的影响,以电网净负荷最小为目标对新能源计划市场交易电量进行优化分配。其次,设计了多储能租赁交易机制和基于全生命周期成本的储能租赁申报模型,并以多储能租赁收益最大为目标优化单一储能的充放电功率。最后,依据现行调峰辅助市场运行规则,设计了新能源-火电双边交易机制,以系统调峰成本最小进行优化出清,得到各时段火电机组出力以及新能源场站中标功率。 最后,本文提出电力市场下计及需求响应的含广义储能系统源-网-荷优化调度方法:首先建立基于需求响应的源-荷双层优化调度模型,上层模型根据储能运行数据对风电场侧租赁储能配置进行决策,下层模型根据上层的储能配置决策对净负荷和源侧租赁储能出力进行优化;双层模型迭代得到风电场侧租赁储能最优配置。然后在电网侧,依据现行的调峰市场运行规则建立多发电主体深度调峰报价模型和储能-火电-风电集中式日前调峰交易机制,并以系统调峰成本最小化进行优化出清。