本發(fā)明涉及電力現(xiàn)貨市場(chǎng)條件下儲(chǔ)能耦合電能交易領(lǐng)域，特別是指一種基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電能具有瞬時(shí)傳輸?shù)奶匦?，不能大?guī)模儲(chǔ)存，因此在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行過(guò)程中，要保持“源-網(wǎng)-荷”電力平衡，現(xiàn)代電力市場(chǎng)中的現(xiàn)貨市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng)正是基于電力平衡需要建立的?，F(xiàn)貨市場(chǎng)分為日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)；輔助服務(wù)是一種特殊的電力商品，貫穿于電能量市場(chǎng)的每一個(gè)交易時(shí)段，對(duì)于用電側(cè)來(lái)說(shuō)，輔助服務(wù)可以保障良好的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，避免因電能質(zhì)量波動(dòng)或供電中斷帶來(lái)的不必要的經(jīng)濟(jì)損失；對(duì)于供電側(cè)來(lái)說(shuō)，輔助服務(wù)有利于整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有利于輸變電設(shè)備和線(xiàn)路的維護(hù)；對(duì)于發(fā)電側(cè)來(lái)說(shuō)，輔助服務(wù)有助于提高其上網(wǎng)電價(jià)，有利于其財(cái)務(wù)生存能力。

隨著儲(chǔ)能技術(shù)不斷發(fā)展，用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能在現(xiàn)行峰谷電價(jià)機(jī)制條件下，通過(guò)峰谷差價(jià)運(yùn)行、容量管理，可使花費(fèi)在購(gòu)電上的費(fèi)用最少。現(xiàn)有的儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制建立在固定的峰谷電價(jià)基礎(chǔ)上，電價(jià)及其時(shí)間特性明確，判斷邏輯簡(jiǎn)單，無(wú)需動(dòng)態(tài)判定儲(chǔ)能運(yùn)行方式。隨著電力市場(chǎng)化改革的推進(jìn)，用戶(hù)開(kāi)始與售電公司簽訂長(zhǎng)期購(gòu)售電協(xié)議，電價(jià)開(kāi)始市場(chǎng)化波動(dòng)，基于電價(jià)的現(xiàn)貨市場(chǎng)，電價(jià)將在更短的時(shí)間尺度內(nèi)波動(dòng)，但是現(xiàn)有儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)無(wú)法動(dòng)態(tài)判定儲(chǔ)能運(yùn)行方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)無(wú)法根據(jù)隨時(shí)波動(dòng)的電價(jià)動(dòng)態(tài)判定儲(chǔ)能運(yùn)行方式的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法，包括以下步驟：假定實(shí)時(shí)市場(chǎng)是1小時(shí)前平衡市場(chǎng)，暫忽略?xún)?chǔ)能設(shè)備沖放電持續(xù)時(shí)間，T時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格為實(shí)時(shí)跟蹤的實(shí)際價(jià)格，T時(shí)刻之后的電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格為預(yù)測(cè)價(jià)格，T+M為T(mén)+1和T+2之間的任意時(shí)刻，T+N為T(mén)+M之后的任意時(shí)刻，T+M到T+N之間電能量?jī)r(jià)格趨勢(shì)具有單調(diào)性，T+N之后價(jià)格單調(diào)性改變；根據(jù)預(yù)測(cè)的不同時(shí)刻的電價(jià)，分別作出判斷：A.當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格-充放成本>T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最低時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻充電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)高T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額；B.當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格<T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格-充放成本，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最高時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻放電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)低T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額；C.當(dāng)|T時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格-T+M時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格|<T時(shí)刻輔助服務(wù)價(jià)格-偏差懲罰時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T時(shí)刻充電或放電，同時(shí)在T時(shí)刻參與實(shí)時(shí)市場(chǎng)輔助服務(wù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，指令儲(chǔ)能單元充電的同時(shí)，使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與反向輔助服務(wù)；指令儲(chǔ)能單元在放電的同時(shí)，使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與正向輔助服務(wù)。

本發(fā)明還涉及一種基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制系統(tǒng)，包括：價(jià)格預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)市場(chǎng)中的電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格；儲(chǔ)能單元，用于執(zhí)行充電或放電；交易系統(tǒng)，用于調(diào)整日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額以及控制實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與輔助服務(wù)；控制系統(tǒng)，用于根據(jù)預(yù)測(cè)的電能量?jī)r(jià)格、購(gòu)電價(jià)格、輔助服務(wù)價(jià)格以及交易成本之間的關(guān)系，控制儲(chǔ)能單元和交易系統(tǒng)動(dòng)作。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法及系統(tǒng)，主要用于指導(dǎo)儲(chǔ)能單元參與日內(nèi)市場(chǎng)的電能量交易及實(shí)時(shí)市場(chǎng)的電力輔助服務(wù)，一、根據(jù)電價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備選擇合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充放電操作，始終對(duì)當(dāng)前時(shí)刻進(jìn)行判斷，輸出1小時(shí)后儲(chǔ)能設(shè)備動(dòng)作以及與之配套的電量交易計(jì)劃調(diào)整；二、輸出當(dāng)前T時(shí)刻是否參與輔助服務(wù)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的判定依據(jù)；為用電用戶(hù)、售電公司提供電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中最大化儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實(shí)施例中基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例中的基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法，包括以下步驟：

假定實(shí)時(shí)市場(chǎng)是1小時(shí)前平衡市場(chǎng)，暫忽略?xún)?chǔ)能設(shè)備沖放電持續(xù)時(shí)間，T時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格為實(shí)時(shí)跟蹤的實(shí)際價(jià)格，T時(shí)刻之后的電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格為預(yù)測(cè)價(jià)格，T+M為T(mén)+1和T+2之間的任意時(shí)刻，T+N為T(mén)+M之后的任意時(shí)刻，T+M到T+N之間電能量?jī)r(jià)格趨勢(shì)具有單調(diào)性，T+N之后價(jià)格單調(diào)性改變；

根據(jù)預(yù)測(cè)的不同時(shí)刻的電價(jià)，分別作出判斷：

當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格-充放成本>T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最低時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻充電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)高T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額，在T+M時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與反向輔助服務(wù)；

B.當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格<T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格-充放成本，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最高時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻放電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)低T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額，在T+M時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與正向輔助服務(wù)；

C.當(dāng)|T時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格-T+M時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格|<T時(shí)刻輔助服務(wù)價(jià)格-偏差懲罰時(shí)，指令儲(chǔ)能單元在T時(shí)刻充電或放電，同時(shí)充電時(shí)在T時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與反向輔助服務(wù)，放電時(shí)在T時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與正向輔助服務(wù)。

實(shí)施例中，由于輔助服務(wù)價(jià)格一般波動(dòng)不大，交易成本已知，因此只需要預(yù)測(cè)電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格即可；偏差懲罰指的是如果交易電力與實(shí)際使用電力出現(xiàn)偏差，根據(jù)政策以偏差電力為基礎(chǔ)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)懲罰。實(shí)施例中限定T+M到T+N之間電能量?jī)r(jià)格趨勢(shì)具有單調(diào)性，以便限定峰谷差價(jià)運(yùn)行的充放電在電價(jià)波段的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)執(zhí)行。

如圖1所示，為實(shí)施例中基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明還涉及基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制系統(tǒng)，包括：價(jià)格預(yù)測(cè)系統(tǒng)、儲(chǔ)能單元、交易系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中，

價(jià)格預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)市場(chǎng)中的電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格；儲(chǔ)能單元，用于執(zhí)行充電或放電；交易系統(tǒng)，用于調(diào)整日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額以及控制實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與輔助服務(wù)；控制系統(tǒng)，用于根據(jù)預(yù)測(cè)的電能量?jī)r(jià)格、購(gòu)電價(jià)格、輔助服務(wù)價(jià)格以及交易成本之間的關(guān)系，控制儲(chǔ)能單元和交易系統(tǒng)動(dòng)作。

實(shí)施例中價(jià)格預(yù)測(cè)技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，假定實(shí)時(shí)市場(chǎng)是1小時(shí)前平衡市場(chǎng)，暫忽略?xún)?chǔ)能設(shè)備沖放電持續(xù)時(shí)間，T時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格為實(shí)時(shí)跟蹤的實(shí)際價(jià)格，T時(shí)刻之后的電能量?jī)r(jià)格以及購(gòu)電價(jià)格為預(yù)測(cè)價(jià)格，T+M為T(mén)+1和T+2之間的任意時(shí)刻，T+N為T(mén)+M之后的任意時(shí)刻，T+M到T+N之間電能量?jī)r(jià)格趨勢(shì)具有單調(diào)性，T+N之后價(jià)格單調(diào)性改變；

A.當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格-充放成本>T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最低時(shí)，控制系統(tǒng)指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻充電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)高T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額，在T+M時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與反向輔助服務(wù)；

B.當(dāng)T+N時(shí)刻的電能量?jī)r(jià)格<T+M時(shí)刻的購(gòu)電價(jià)格-充放成本，且T+1到T+N之間T+M時(shí)刻價(jià)格最高時(shí)，控制系統(tǒng)指令儲(chǔ)能單元在T+M時(shí)刻放電，同時(shí)在T時(shí)刻調(diào)低T+M時(shí)刻后日內(nèi)市場(chǎng)的電量交易份額，在T+M時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與正向輔助服務(wù)；

C.當(dāng)|T時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格-T+M時(shí)刻電能量?jī)r(jià)格|<T時(shí)刻輔助服務(wù)價(jià)格-偏差懲罰時(shí)，控制系統(tǒng)指令儲(chǔ)能單元在T時(shí)刻充電或放電，同時(shí)充電時(shí)在T時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與反向輔助服務(wù)，放電時(shí)在T時(shí)刻使實(shí)時(shí)市場(chǎng)參與正向輔助服務(wù)。

上述實(shí)施例中，前兩種情況有效保障了在預(yù)測(cè)電價(jià)波動(dòng)過(guò)程中，衡量一個(gè)價(jià)格單調(diào)區(qū)間內(nèi)是否參與充放動(dòng)作，主要比較價(jià)格波動(dòng)幅度與單位電量充放成本，如果價(jià)格波動(dòng)幅度高于執(zhí)行一次充放電執(zhí)行成本，則可以進(jìn)行套利操作(即峰谷差價(jià)運(yùn)行套利)；第三種情況有效保障了在實(shí)時(shí)市場(chǎng)條件下，如何決定當(dāng)前是否繼續(xù)按既定策略執(zhí)行峰谷套利，還是要參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。參與輔助服務(wù)市場(chǎng)時(shí)，將影響已確立的用電計(jì)劃，從而需要考慮電量偏差懲罰成本。在考慮懲罰成本前提下，如果輔助服務(wù)收益仍大于T時(shí)刻所處電價(jià)單調(diào)區(qū)間的剩余峰谷套利空間(剩余峰谷套利空間是指：T時(shí)刻是當(dāng)前時(shí)刻，必然在一個(gè)電價(jià)上升或者下降的過(guò)程中，如果此時(shí)充放電，只能實(shí)現(xiàn)一部分峰谷差價(jià)套利)時(shí)，可選擇提前充放電，來(lái)執(zhí)行輔助服務(wù)。

實(shí)施例中基于電力現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)與跟蹤的儲(chǔ)能運(yùn)行控制方法及系統(tǒng)，主要用于指導(dǎo)儲(chǔ)能單元參與日內(nèi)市場(chǎng)的電能量交易及實(shí)時(shí)市場(chǎng)的電力輔助服務(wù)，一、根據(jù)電價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備選擇合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充放電操作，始終對(duì)當(dāng)前時(shí)刻進(jìn)行判斷，輸出1小時(shí)后儲(chǔ)能設(shè)備動(dòng)作以及與之配套的電量交易計(jì)劃調(diào)整；二、輸出當(dāng)前T時(shí)刻是否參與輔助服務(wù)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的判定依據(jù)；為用電用戶(hù)、售電公司提供電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中最大化儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)代電力市場(chǎng)框架下考慮儲(chǔ)能運(yùn)行策略，與電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)結(jié)合，將現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)作為輸入，為儲(chǔ)能在動(dòng)態(tài)電價(jià)下選擇運(yùn)行方式提供基礎(chǔ)判據(jù)，運(yùn)用預(yù)測(cè)技術(shù)滿(mǎn)足儲(chǔ)能設(shè)備超短期運(yùn)行方式控制。

實(shí)施例中，通過(guò)自身電價(jià)預(yù)測(cè)，指揮儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行，從市場(chǎng)化電能量交易和輔助服務(wù)市場(chǎng)中獲益，與當(dāng)前固定電價(jià)模式完全不同。通過(guò)有效的電價(jià)預(yù)測(cè)，合理安排充放電時(shí)序，用戶(hù)一方面可以獲得更高峰谷的峰谷差價(jià)以及參與輔助服務(wù)的補(bǔ)充，另外儲(chǔ)能設(shè)備有可能完成多次充放電循環(huán)，獲得多次收益。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。