【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能系统，更具体地说，它涉及基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法及系统。
技术介绍
1、新能源将继续蓬勃发展，甚至改变电力供应的结构，并正在塑造一个更可持续的电力行业，为了支持风能和太阳能的进一步扩散，储能技术在过去十年经历了巨大的集中；由于以电池为基础的储能设备仍然过于昂贵，需求的激增给现有的电力系统带来了前所未有的压力，随着共享经济的扩散，储能共享已成为提高现有资源下调节能力的一种经济、直接的解决方案。
2、共享储能试点已在青海、浙江等省开展，基于现有的运营模式，私人储能业主的目标是出售未充分利用的储能资源以收回其安装成本，而用户则购买储能服务以满足其需求，储能与新能源发电的成功整合取决于两个主要问题:其一是通过提供附加价值吸引储能投资者和用户进入共享模式；其二是通过优化调度使两者的效用最大化来留住他们。
3、目前，在储能系统规模化发展方面，许多研究都是以提高储能的成本效益为目的，例如：研究现货市场中电网规模套利的共享储能规模模型，研究结果显示了其在经济上和实施上的可行性，然而，参与者规模模型过于理想化，没有考虑到经济市场的自由化，因此，设计一种共享储能容量的优化方法是保证其可持续增长的必要条件。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、第一方面，本申请实施例
4、储能运营商建立与储能运营商的共享储能设备的框架对应的层级模型，层级模型包括具有递进结构的一阶模型和二阶模型；
5、储能运营商利用飞蛾扑火算法对层级模型进行优化，得到与层级模型对应并优化完成的层级优化模型，层级优化模型包括一阶优化模型和二阶优化模型；
6、储能运营商获取新能源发电站成生的发电电能，以及储能业主未充分利用的储蓄电能；
7、储能运营商对发电电能和储蓄电能进行调频处理，并将处理后得到的供给电能存储于层级优化模型对应的共享储能设备内；
8、储能运营商获取储能业主或储能用户的用电需求，并根据用电需求向储能业主或储能用户输出对应且经过调峰处理的供给电能。
9、本专利技术的有益效果是：根据共享储能设备的框架建立的层级模型中，一阶模型以实现共享储能设备投资成本最小为目标，二阶模型以社会总收益最大化为目标，并在一阶模型和二阶模型进行优化得到分别对应的一阶优化模型和二阶优化模型中，一阶优化模型实现投资成本最小的同时对共享储能设备的额定容量进行了优化，可以达到满足投资成本要求的同时，也可以满足对外部的供应需求；二阶优化模型实现了储能业主、储能用户和储能运营商之间的个体理性，同时使储能业主可以出售未充分利用的储能资源以收回其安装成本，兼顾了供需平衡。
10、本申请方案中通过共享储能设备的调频、调峰操作，可以实现应对不同新能源场站、私人用户等的集中控制和电能分配，满足对电网调控的等各种监管需求，增强了整个系统的稳定性和保障能力，同时共享储能设备可以承担多个不同发电电能供应对像的主频率响应并提供商业自动发电控服务的框架，结合考虑峰值和频率调节性能、电池退化成本和荷电状态限制的情况下，实现将层级优化模型中的一阶优化模型的投资成本最小化，以及二阶优化模型的收益最大化；最终通过根据用电需求将存储于共享储能设备中的电能供给给用电对象，兼顾了供需平衡、频率需求、备用需求和峰值需求，实现产能优化的灵活性和时效性，保证储能系统的可持续增长。
11、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
12、进一步，上述一阶优化模型通过第一公式表示，第一公式为：
13、其中，
14、式中，ces表示投资成本；表示额定容量，μes表示成本系数；kt表示当前的市场价值；drate表示贴现率；h表示使用寿命；表示容量上限。
15、进一步，上述二阶优化模型通过第二公式表示，第二公式为：
16、
17、式中，bsoci表示社会总收益；ptes_c/d表示共享储能设备在t时刻的充放电功率，ptes_pfr+/-表示共享储能设备在t时刻参与向上调频/向下调频的功率，qtes_sr+/-表示共享储能设备在t时刻参与向上备用/向下备用的容量，表示发电机组i在t时刻的发电量，表示发电机组在t时刻参与向上调频/向下调频的功率，表示发电机组在t时刻参与向上备用/向下备用的容量，ues(ptes_c/d，ptes_pfr+/-，qtes_sr+/-)表示共享储能设备的效用，表示发电机组的效用，表示发电机组的污染排放成本。
18、进一步，上述在第二公式中，
19、
20、式中，表示功率，表示pfr市场价格，表示agc市场价格，μtes_c表示充电状态，ptes_c表示在t时刻的充电功率，μtes_d表示放电状态，ptes_d表示在t时刻的放电功率，ptes_pfr+/-表示共享储能设备在t时刻参与向上调频/向下调频的功率，qtes_sr+/-表示共享储能设备在t时刻参与向上备用/向下备用的容量，ces表示投资成本，h表示使用寿命，ues表示共享储能设备的效用，t表示调度周期，表示共享储能设备在充电时的成本，表示共享储能设备在放电时的收益，ξtpfr+ptes_pfr+表示共享储能设备在pfr市场中进行向上调频的收益，ξtpfr-ptes_pfr-表示共享储能设备在pfr市场中进行向下调频的收益，ξtsr-qtes_sr-表示共享储能设备在agc市场中进行向下备用的收益，ξtsr+qtes_sr+表示共享储能设备在agc市场中进行向上备用的收益。
21、进一步，上述在第二公式中，
22、
23、式中，表示功率，ng表示发电机组的个数，表示发电机组i在t时刻的发电量，表示pfr市场价格，ptg_pfr+/-表示发电机组在t时刻参与向上调频/向下调频的功率，表示agc市场价格，qtg_sr+/-表示发电机组在t时刻参与向上备用/向下备用的容量，表示发电成本，表示向上调频的成本，表示向下调频的成本，表示向上备用的容量的成本，表示向上备用的容量的成本，uther表示发电机组的效用，表示发电机组进行电能交易时的收益，表示发电机组在进行向上调频时的收益，表示发电机组在进行向下调频时的收益，表示发电机组在进行向下备用时的收益，表示发电机组在进行向上备用时的收益。
24、进一步，上述调峰处理通过第三公式表示，第三公式为：
25、
26、式中，dt表示预测负载，ng表示热单位的数量，表示序号为i的热单位在t时刻的输出，表示在t时刻的充电功率，表示在t时刻的放电功率，表示充电状态，表示放电状态，表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，应用于集中式共享储能运行系统，所述集中式共享储能运行系统包括储能业主、储能用户和储能运营商，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述一阶优化模型通过第一公式表示，所述第一公式为：
3.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述二阶优化模型通过第二公式表示，所述第二公式为：
4.根据权利要求3所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，在所述第二公式中，
5.根据权利要求3所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，在所述第二公式中，
6.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述调峰处理通过第三公式表示，所述第三公式为：
7.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述调频处理的主频率响应通过第四公式表示，所述第四公式为：<...
【技术特征摘要】
1.基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，应用于集中式共享储能运行系统，所述集中式共享储能运行系统包括储能业主、储能用户和储能运营商，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述一阶优化模型通过第一公式表示，所述第一公式为：
3.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述二阶优化模型通过第二公式表示，所述第二公式为：
4.根据权利要求3所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，在所述第二公式中，
5.根据权利要求3所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，在所述第二公式中，
6.根据权利要求1所述的基于调峰调频的新能源场站共享储能设备优化方法，其特征在于，所述调峰处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：田玉婷，魏巍，孙昕炜，王曦，周慧莹，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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