CN106773715A - 基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统，属于电力现货市场条件下储能耦合电能交易领域。假定实时市场是1小时前平衡市场，暂忽略储能设备冲放电持续时间，T时刻的电能量价格为实时跟踪的实际价格，T时刻之后的电能量价格为预测价格，根据预测的不同时刻的电价，分别作出判断。本发明主要用于指导储能单元参与日内市场的电能量交易及实时市场的电力辅助服务，根据电价预测结果，指导储能设备选择合适的时间节点进行充放电操作，始终对当前时刻进行判断，输出1小时后储能设备动作以及与之配套的电量交易计划调整；为用电用户、售电公司提供电力现货市场中最大化储能设备经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及电力现货市场条件下储能耦合电能交易领域，特别是指一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统。
背景技术
电能具有瞬时传输的特性，不能大规模储存，因此在电力系统实时运行过程中，要保持“源-网-荷”电力平衡，现代电力市场中的现货市场与辅助服务市场正是基于电力平衡需要建立的。现货市场分为日前市场、日内市场、实时市场；辅助服务是一种特殊的电力商品，贯穿于电能量市场的每一个交易时段，对于用电侧来说，辅助服务可以保障良好的电能质量和供电稳定性，避免因电能质量波动或供电中断带来的不必要的经济损失；对于供电侧来说，辅助服务有利于整个电网的安全稳定运行，有利于输变电设备和线路的维护；对于发电侧来说，辅助服务有助于提高其上网电价，有利于其财务生存能力。
随着储能技术不断发展，用户侧储能在现行峰谷电价机制条件下，通过峰谷差价运行、容量管理，可使花费在购电上的费用最少。现有的储能能量管理系统运行机制建立在固定的峰谷电价基础上，电价及其时间特性明确，判断逻辑简单，无需动态判定储能运行方式。随着电力市场化改革的推进，用户开始与售电公司签订长期购售电协议，电价开始市场化波动，基于电价的现货市场，电价将在更短的时间尺度内波动，但是现有储能能量管理系统无法动态判定储能运行方式。
发明内容
本发明提出一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统，解决了现有技术中储能能量管理系统无法根据随时波动的电价动态判定储能运行方式的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法，包括以下步骤：假定实时市场是1小时前平衡市场，暂忽略储能设备冲放电持续时间，T时刻的电能量价格为实时跟踪的实际价格，T时刻之后的电能量价格以及购电价格为预测价格，T+M为T+1和T+2之间的任意时刻，T+N为T+M之后的任意时刻，T+M到T+N之间电能量价格趋势具有单调性，T+N之后价格单调性改变；根据预测的不同时刻的电价，分别作出判断：A.当T+N时刻的电能量价格-充放成本>T+M时刻的购电价格，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最低时，指令储能单元在T+M时刻充电，同时在T时刻调高T+M时刻后日内市场的电量交易份额；B.当T+N时刻的电能量价格<T+M时刻的购电价格-充放成本，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最高时，指令储能单元在T+M时刻放电，同时在T时刻调低T+M时刻后日内市场的电量交易份额；C.当|T时刻电能量价格-T+M时刻电能量价格|<T时刻辅助服务价格-偏差惩罚时，指令储能单元在T时刻充电或放电，同时在T时刻参与实时市场辅助服务。
作为本发明的进一步改进，指令储能单元充电的同时，使实时市场参与反向辅助服务；指令储能单元在放电的同时，使实时市场参与正向辅助服务。
本发明还涉及一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制系统，包括：价格预测系统，用于预测实时市场中的电能量价格以及购电价格；储能单元，用于执行充电或放电；交易系统，用于调整日内市场的电量交易份额以及控制实时市场参与辅助服务；控制系统，用于根据预测的电能量价格、购电价格、辅助服务价格以及交易成本之间的关系，控制储能单元和交易系统动作。
本发明的有益效果为：
本发明基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统，主要用于指导储能单元参与日内市场的电能量交易及实时市场的电力辅助服务，一、根据电价预测结果，指导储能设备选择合适的时间节点进行充放电操作，始终对当前时刻进行判断，输出1小时后储能设备动作以及与之配套的电量交易计划调整；二、输出当前T时刻是否参与辅助服务实时市场的判定依据；为用电用户、售电公司提供电力现货市场中最大化储能设备经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例中基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中的基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法，包括以下步骤：
假定实时市场是1小时前平衡市场，暂忽略储能设备冲放电持续时间，T时刻的电能量价格为实时跟踪的实际价格，T时刻之后的电能量价格以及购电价格为预测价格，T+M为T+1和T+2之间的任意时刻，T+N为T+M之后的任意时刻，T+M到T+N之间电能量价格趋势具有单调性，T+N之后价格单调性改变；
根据预测的不同时刻的电价，分别作出判断：
当T+N时刻的电能量价格-充放成本>T+M时刻的购电价格，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最低时，指令储能单元在T+M时刻充电，同时在T时刻调高T+M时刻后日内市场的电量交易份额，在T+M时刻使实时市场参与反向辅助服务；
B.当T+N时刻的电能量价格<T+M时刻的购电价格-充放成本，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最高时，指令储能单元在T+M时刻放电，同时在T时刻调低T+M时刻后日内市场的电量交易份额，在T+M时刻使实时市场参与正向辅助服务；
C.当|T时刻电能量价格-T+M时刻电能量价格|<T时刻辅助服务价格-偏差惩罚时，指令储能单元在T时刻充电或放电，同时充电时在T时刻使实时市场参与反向辅助服务，放电时在T时刻使实时市场参与正向辅助服务。
实施例中，由于辅助服务价格一般波动不大，交易成本已知，因此只需要预测电能量价格以及购电价格即可；偏差惩罚指的是如果交易电力与实际使用电力出现偏差，根据政策以偏差电力为基础进行的经济惩罚。实施例中限定T+M到T+N之间电能量价格趋势具有单调性，以便限定峰谷差价运行的充放电在电价波段的最高点和最低点执行。
如图1所示，为实施例中基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制系统的结构示意图。
本发明还涉及基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制系统，包括：价格预测系统、储能单元、交易系统和控制系统，其中，
价格预测系统，用于预测实时市场中的电能量价格以及购电价格；储能单元，用于执行充电或放电；交易系统，用于调整日内市场的电量交易份额以及控制实时市场参与辅助服务；控制系统，用于根据预测的电能量价格、购电价格、辅助服务价格以及交易成本之间的关系，控制储能单元和交易系统动作。
实施例中价格预测技术为现有技术，假定实时市场是1小时前平衡市场，暂忽略储能设备冲放电持续时间，T时刻的电能量价格为实时跟踪的实际价格，T时刻之后的电能量价格以及购电价格为预测价格，T+M为T+1和T+2之间的任意时刻，T+N为T+M之后的任意时刻，T+M到T+N之间电能量价格趋势具有单调性，T+N之后价格单调性改变；
A.当T+N时刻的电能量价格-充放成本>T+M时刻的购电价格，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最低时，控制系统指令储能单元在T+M时刻充电，同时在T时刻调高T+M时刻后日内市场的电量交易份额，在T+M时刻使实时市场参与反向辅助服务；
B.当T+N时刻的电能量价格<T+M时刻的购电价格-充放成本，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最高时，控制系统指令储能单元在T+M时刻放电，同时在T时刻调低T+M时刻后日内市场的电量交易份额，在T+M时刻使实时市场参与正向辅助服务；
C.当|T时刻电能量价格-T+M时刻电能量价格|<T时刻辅助服务价格-偏差惩罚时，控制系统指令储能单元在T时刻充电或放电，同时充电时在T时刻使实时市场参与反向辅助服务，放电时在T时刻使实时市场参与正向辅助服务。
上述实施例中，前两种情况有效保障了在预测电价波动过程中，衡量一个价格单调区间内是否参与充放动作，主要比较价格波动幅度与单位电量充放成本，如果价格波动幅度高于执行一次充放电执行成本，则可以进行套利操作(即峰谷差价运行套利)；第三种情况有效保障了在实时市场条件下，如何决定当前是否继续按既定策略执行峰谷套利，还是要参与辅助服务市场。参与辅助服务市场时，将影响已确立的用电计划，从而需要考虑电量偏差惩罚成本。在考虑惩罚成本前提下，如果辅助服务收益仍大于T时刻所处电价单调区间的剩余峰谷套利空间(剩余峰谷套利空间是指：T时刻是当前时刻，必然在一个电价上升或者下降的过程中，如果此时充放电，只能实现一部分峰谷差价套利)时，可选择提前充放电，来执行辅助服务。
实施例中基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法及系统，主要用于指导储能单元参与日内市场的电能量交易及实时市场的电力辅助服务，一、根据电价预测结果，指导储能设备选择合适的时间节点进行充放电操作，始终对当前时刻进行判断，输出1小时后储能设备动作以及与之配套的电量交易计划调整；二、输出当前T时刻是否参与辅助服务实时市场的判定依据；为用电用户、售电公司提供电力现货市场中最大化储能设备经济效益。在现代电力市场框架下考虑储能运行策略，与电能量市场、辅助服务市场结合，将现货价格预测作为输入，为储能在动态电价下选择运行方式提供基础判据，运用预测技术满足储能设备超短期运行方式控制。
实施例中，通过自身电价预测，指挥储能设备运行，从市场化电能量交易和辅助服务市场中获益，与当前固定电价模式完全不同。通过有效的电价预测，合理安排充放电时序，用户一方面可以获得更高峰谷的峰谷差价以及参与辅助服务的补充，另外储能设备有可能完成多次充放电循环，获得多次收益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
假定实时市场是1小时前平衡市场，暂忽略储能设备冲放电持续时间，T时刻的电能量价格为实时跟踪的实际价格，T时刻之后的电能量价格以及购电价格为预测价格，T+M为T+1和T+2之间的任意时刻，T+N为T+M之后的任意时刻，T+M到T+N之间电能量价格趋势具有单调性，T+N之后价格单调性改变；
根据预测的不同时刻的电价，分别作出判断：
A.当T+N时刻的电能量价格-充放成本>T+M时刻的购电价格，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最低时，指令储能单元在T+M时刻充电，同时在T时刻调高T+M时刻后日内市场的电量交易份额；
B.当T+N时刻的电能量价格<T+M时刻的购电价格-充放成本，且T+1到T+N之间T+M时刻价格最高时，指令储能单元在T+M时刻放电，同时在T时刻调低T+M时刻后日内市场的电量交易份额；
C.当|T时刻电能量价格-T+M时刻电能量价格|<T时刻辅助服务价格-偏差惩罚时，指令储能单元在T时刻充电或放电，同时在T时刻参与实时市场辅助服务。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，指令储能单元充电的同时，使实时市场参与反向辅助服务；指令储能单元在放电的同时，使实时市场参与正向辅助服务。
3.一种基于电力现货价格预测与跟踪的储能运行控制系统，其特征在于，包括：
价格预测系统，用于预测实时市场中的电能量价格以及购电价格；
储能单元，用于执行充电或放电；
交易系统，用于调整日内市场的电量交易份额以及控制实时市场参与辅助服务；
控制系统，用于根据预测的电能量价格、购电价格、辅助服务价格以及交易成本之间的关系，控制储能单元和交易系统动作。
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