有效
电力系统辅助服务配比规划方法、装置和终端设备
李宏胜、武光华、陈博、王飞、魏志平、王歌、刘二刚、魏莉
国网河北省电力有限公司营销服务中心
摘要
本发明实施例涉及电力系统运行技术领域,公开了一种电力系统辅助服务配比规划方法、装置和终端设备。上述电力系统辅助服务配比规划方法包括:根据分布式资源的物理运行特性,构建分布式资源特性量化模型;基于分布式资源特性量化模型,确定不同分布式资源与辅助服务间的适配度指标;构建辅助服务市场典型场景集;基于适配度指标,辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则构建电力系统辅助服务配比规划模型;基于电力系统辅助服务配比规划模型对电力系统中辅助服务所需分布式资源进行配比规划。
1.一种电力系统辅助服务配比规划方法,其特征在于,包括:根据分布式资源的物理运行特性,构建分布式资源特性量化模型;基于所述分布式资源特性量化模型,确定不同分布式资源与辅助服务间的适配度指标;构建辅助服务市场典型场景集;基于所述适配度指标,所述辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则,构建电力系统辅助服务配比规划模型;基于所述电力系统辅助服务配比规划模型对电力系统中辅助服务所需分布式资源进行配比规划;所述基于所述分布式资源特性量化模型,确定不同分布式资源与辅助服务间的适配度指标,包括:基于所述分布式资源特性量化模型中得到的各种分布式资源的物理特性,从持续时间性能 、响应速度性能 、可靠性性能 三个维度量化辅助服务对资源的性能要求,以及根据量化结果计算所述适配度指标;计算适配度指标的表达式为:其中, 是 时段的适配度指标矩阵,是一个 行 列的矩阵,其中第 行第 列的值为资源 提供服务 的评分; 、 、 分别为在时间段 时第 种资源投标第 种服务的持续时间性能、响应速度性能、可靠性性能,其取值范围均为[0,1]; 、 、 是每项性能分数占总分数的权重, ;对于电动汽车EV资源和储能系统ESS资源,所述持续时间性能 的计算公式为:其中, 表征资源类型, 表征辅助服务类型, Syn、NonSyn 分别代表旋转备用与非旋转备用, , 分别为 时段资源 提供的上调频、下调频服务的持续时间, 为 时段资源 的可用充放电容量, 、 分别为资源 最小、最大的可用电池容量; 为 时刻资源 的充放电功率; 为辅助服务 要求的最小持续时间;D RegDown 表示向下调频辅助服务要求的最小持续时间、D Regup 表示向上调频辅助服务要求的最小持续时间;对于居民用户需求响应DR资源,所述持续时间性能的计算公式为:其中, 为分布式资源的实际持续时间, Reg 代表调频辅助服务;所述响应速度性能 的计算公式为:其中, 为辅助服务 要求的最低响应速度, 为资源 的实际响应速度;所述可靠性性能 的计算公式为:当资源 能够可靠提供某一辅助服务的概率大于或等于该服务所要求的可靠性时, 为1;当资源 能够可靠提供某一辅助服务的概率小于该服务所要求的可靠性时, 为实际可靠性概率与要求的可靠性之比;其中, 为资源 能够实际提供辅助服务 的响应量, 为资源 对辅助服务 的投标量, 为资源 能可靠提供所投标容量的概率; 为辅助服务 要求的最低可靠性;所述基于所述适配度指标,所述辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则构建电力系统辅助服务配比规划模型,包括:基于所述辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则构建约束条件,所述约束条件包括最低适配度阈值约束、条件风险价值约束、电量平衡约束、储能装置约束、分布式资源容量约束;基于所述适配度指标构建最大整体适配度函数;将所述最大整体适配度函数作为电力系统辅助服务配比规划模型的目标函数,以所述最低适配度阈值约束、所述条件风险价值约束、所述电量平衡约束、所述储能装置约束、所述分布式资源容量约束作为所述目标函数的约束条件,构建电力系统辅助服务配比规划模型。
2.如权利要求1所述的电力系统辅助服务配比规划方法,其特征在于,所述条件风险价值约束包括:分布式资源聚合商的利润不低于其期望值;其中, 为聚合商获得的利润, 为聚合商期望获得的利润, 为聚合商的总收益, 为风险价值, 为风险规避系数; 为聚合商在日前辅助服务市场的收益, 为各种资源的总成本, 为聚合商在实时市场的收益; 为置信度为 时的风险价值;聚合商在辅助服务日前市场的收益为 :其中, 为在辅助服务典型场景中 时刻辅助服务 的日前市场电价, 为辅助服务典型场景下 时刻服务 的日前市场的投标量;聚合商在辅助服务实时市场的收益为 :其中, 为辅助服务典型场景下 时刻辅助服务 被调用时的电量价格, 为辅助服务典型场景下 时刻辅助服务 未按申报容量提供服务的惩罚, 和 为聚合商调用分布式资源的比例和未满足申报容量的比例;各种资源的总成本 为:其中, 为各种资源的总成本, 为电动汽车的成本, 为储能成本, 居民用户需求响应成本, 为分布式发电机组成本。
3.一种电力系统辅助服务配比规划装置,其特征在于,包括:第一模型构建模块,用于根据分布式资源的物理运行特性,构建分布式资源特性量化模型;指标计算模块,用于基于所述分布式资源特性量化模型,确定不同分布式资源与辅助服务间的适配度指标;场景构建模块,用于构建辅助服务市场典型场景集;第二模型构建模块,用于基于所述适配度指标,所述辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则,构建电力系统辅助服务配比规划模型;配比规划模块,用于基于所述电力系统辅助服务配比规划模型对电力系统中辅助服务所需分布式资源进行配比规划;所述指标计算模块包括:基于所述分布式资源特性量化模型中得到的各种分布式资源的物理特性,从持续时间性能 、响应速度性能 、可靠性性能 三个维度量化辅助服务对资源的性能要求,以及根据量化结果计算所述适配度指标;计算适配度指标的表达式为:其中, 是 时段的适配度指标矩阵,是一个 行 列的矩阵,其中第 行第 列的值为资源 提供服务 的评分; 、 、 分别为在时间段 时第 种资源投标第 种服务的持续时间性能、响应速度性能、可靠性性能,其取值范围均为[0,1]; 、 、 是每项性能分数占总分数的权重, ;对于电动汽车EV资源和储能系统ESS资源,所述持续时间性能 的计算公式为:其中, 表征资源类型, 表征辅助服务类型, Syn、NonSyn 分别代表旋转备用与非旋转备用, , 分别为 时段资源 提供的上调频、下调频服务的持续时间, 为 时段资源 的可用充放电容量, 、 分别为资源 最小、最大的可用电池容量; 为 时刻资源 的充放电功率; 为辅助服务 要求的最小持续时间;D RegDown 表示向下调频辅助服务要求的最小持续时间、D Regup 表示向上调频辅助服务要求的最小持续时间;对于居民用户需求响应DR资源,所述持续时间性能的计算公式为:其中, 为分布式资源的实际持续时间, Reg 代表调频辅助服务;所述响应速度性能 的计算公式为:其中, 为辅助服务 要求的最低响应速度, 为资源 的实际响应速度;所述可靠性性能 的计算公式为:当资源 能够可靠提供某一辅助服务的概率大于或等于该服务所要求的可靠性时, 为1;当资源 能够可靠提供某一辅助服务的概率小于该服务所要求的可靠性时, 为实际可靠性概率与要求的可靠性之比;其中, 为资源 能够实际提供辅助服务 的响应量, 为资源 对辅助服务 的投标量, 为资源 能可靠提供所投标容量的概率; 为辅助服务 要求的最低可靠性;所述第二模型构建模块包括:基于所述辅助服务市场典型场景集和电力系统运行规则构建约束条件,所述约束条件包括最低适配度阈值约束、条件风险价值约束、电量平衡约束、储能装置约束、分布式资源容量约束;基于所述适配度指标构建最大整体适配度函数;将所述最大整体适配度函数作为电力系统辅助服务配比规划模型的目标函数,以所述最低适配度阈值约束、所述条件风险价值约束、所述电量平衡约束、所述储能装置约束、所述分布式资源容量约束作为所述目标函数的约束条件,构建电力系统辅助服务配比规划模型。
4.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2中任一项所述电力系统辅助服务配比规划方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2中任一项所述电力系统辅助服务配比规划方法的步骤。




