CN107623386A - 一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法及装置,解决了现有技术中电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致的对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力市场领域,尤其涉及一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法及装置。
背景技术
电池储能本身不能发电,因而在能量市场中的利用率十分有限,收益也很微薄,参与多市场联合投标,提供辅助服务尤其是快速调频服务,充分利用电池的容量,挖掘电池的快速响应能力,可以显著地提高电池地储能经济性,但现有的电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致了对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法及装置,用于解决现有技术中电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致的对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,包括:
S1:获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,所述电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据所述日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据所述日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
S2:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
S3:根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,所述第一预设公式为:
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
S4:根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,所述第二预设公式为:
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
S5:分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数coStm;
S6:根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,所述第三预设公式为:
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
S7:获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,所述目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomedaY;
其中,W为电池一年运行的天数;
S8:构建所述电池储能的约束公式,所述约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式,并根据所述目标函数和所述约束公式计算电池储能的最优投标策略。
优选地,所述步骤S2具体包括:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则根据第t个小时级能量变化曲线得到与所述第t个小时级能量变化曲线对应的小时级能量变化ΔEt;
获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的n个局部极小值点和m个局部极大值点,以及与所述局部极小值点和所述局部极大值点对应的时间,其中,第k个局部极小值点和第k个局部极大值点构成了第k个向上调频半循环,第k个局部极大值点和第k+1个局部极小值点构成了第k个向下调频半循环,并根据第四预设公式得到所述与第k个向上调频半循环对应的充放电深度,根据第五预设公式得到与所述第k个向下调频半循环对应的充放电深度,所述第四预设公式为:
其中,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为与第k个局部极大值点对应的时间,为与第k个局部极小值点对应的时间,h为第t个小时内能量变化曲线对应的时间间隔,为第t个小时内能量变化曲线对应的调频市场投标量,Emax为电池储能的额定能量容量,所述第五预设公式为:
其中,为第k个向下调频半循环的充放电深度。
优选地,所述步骤S3之后步骤S4之前还包括:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化小于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的p个局部极值点;
根据第六预设公式计算得到各半循环的充放电深度所述第六预设公式为:
其中,为第k个局部极值点;
根据第七预设公式得到日等效满循环次数所述第七预设公式为:
其中,P为局部极值点的集合。
优选地,所述步骤S5包括:
构建第t个小时内旋转备用调用市场中的功率函数所述旋转备用调用市场中的功率函数为:
构建与所述各场景对应的能量市场收入函数所述能量市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的能量市场价格;
构建与所述各场景对应的旋转备用调用市场收入函数所述旋转备用调用市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的旋转备用调用市场价格;
构建与所述各场景对应的调频市场容量收入函数所述调频市场容量收入函数为:
其中,为场景对应的第t个小时内调频市场的调频容量价格,Sperf为调频效果分数;
构建与所述各场景对应的调频市场效果收入函数所述调频市场效果收入函数为:
其中,为第t个小时内调频市场的调频效果价格,Rs,t为所述RegD调频信号的里程比;
构建与所述各场景对应的调频市场收入函数所述调频市场收入函数为:
获取到储能电站单位电量的运行成本Cop、第t个小时内能量市场对应的售电功率值和第t个小时内能量市场对应的购电功率值
构建与所述各场景对应的电池运行成本函数所述电池运行成本函数为:
在各场景下根据第八预设公式计算得到时刻能量市场投标容量所述第八预设公式为:
获取到电池的额定容量Pmax和储能电站的单位容量维护成本Cm,并构建与所述各场景对应的电池维护成本函数costm,所述电池维护成本函数为:
costm=CmPmax。
优选地,所述构建所述电池储能的售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式包括:
构建所述电池储能售电功率约束公式,所述售电功率约束公式为:
构建所述电池储能购电功率约束公式,所述购电功率约束公式为:
构建所述电池储能预留容量第一约束公式和预留容量第二约束公式,所述预留容量第一约束公式为:
其中,σ为中标单位调频容量对应预留的上调频和下调频容量;
所述预留容量第二约束公式为:
构建所述电池储能能量水平约束公式,所述能量水平约束公式为:
0≤Et≤Emax;
其中,Et为第t时刻的能量值;
构建所述电池储能旋转调用备用第一约束公式和旋转调用备用第二约束公式,所述旋转调用备用第一约束公式为:
其中,hreg为与第一预设时间对应的中标旋转备用调用容量持续出力,η0为电池储能的充放电效率;
所述旋转调用备用第二约束公式为:
构建所述电池储能调频备用第一约束公式和调频备用第二约束公式,所述调频备用第一约束公式为:
其中,hreg2为与第二预设时间对应的中标调频容量持续出力;
所述调频备用第二约束公式为:
根据第九预设公式计算得到t时刻电池储能调频能量损失所述第九预设公式为:
其中,βt为单位容量电池参与调频时每小时的平均充放电量;
根据第十预设公式计算得到t时刻的能量变化量ΔEt,所述第十预设公式为:
构建所述电池储能能量水平变化约束公式,所述能量水平变化约束公式为:
Et+1=(I-α)Et+ΔEt;
其中,α为自放电率,ΔEt为t时刻的能量变化量;
构建所述电池储存周期内最初能量水平约束公式,所述周期内最初能量水平约束公式为:
其中,E0为周期内最初时刻的能量水平,E0为周期内最末时刻的能量水平。
本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,包括:
第一获取模块,用于获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,所述电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据所述日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据所述日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
第一计算模块,用于若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
第二计算模块,用于根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,所述第一预设公式为:
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
第三计算模块,用于根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,所述第二预设公式为:
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
第一构建模块,用于分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;
第四计算模块,用于根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,所述第三预设公式为:
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
第二构建函数,用于获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,所述目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;
其中,W为电池一年运行的天数;
第三构建模块,用于构建所述电池储能的约束公式,所述约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式;
第五计算模块,用于根据所述目标函数和所述约束公式计算电池储能的最优投标策略。
优选地,第一计算模块具体用于:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则根据第t个小时级能量变化曲线得到与所述第t个小时级能量变化曲线对应的小时级能量变化ΔEt;
获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的n个局部极小值点和m个局部极大值点,以及与所述局部极小值点和所述局部极大值点对应的时间,其中,第k个局部极小值点和第k个局部极大值点构成了第k个向上调频半循环,第k个局部极大值点和第k+1个局部极小值点构成了第k个向下调频半循环,并根据第四预设公式得到所述与第k个向上调频半循环对应的充放电深度,根据第五预设公式得到与所述第k个向下调频半循环对应的充放电深度,所述第四预设公式为:
其中,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为与第k个局部极大值点对应的时间,为与第k个局部极小值点对应的时间,h为第t个小时内能量变化曲线对应的时间间隔,为第t个小时内能量变化曲线对应的调频市场投标量,Emax为电池储能的额定能量容量,所述第五预设公式为:
其中,为第k个向下调频半循环的充放电深度。
优选地,还包括:
第二获取模块,用于若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化小于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的p个局部极值点;
第六计算模块,用于根据第六预设公式计算得到各半循环的充放电深度所述第六预设公式为:
其中,为第k个局部极值点;
第七计算模块,用于根据第七预设公式得到日等效满循环次数所述第七预设公式为:
其中,P为局部极值点的集合。
优选地,第一构建模块具体包括:
第一构建子模块,用于构建第t个小时内旋转备用调用市场中的功率函数所述旋转备用调用市场中的功率函数为:
第二构建子模块,用于构建与所述各场景对应的能量市场收入函数所述能量市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的能量市场价格;
第三构建子模块,用于构建与所述各场景对应的旋转备用调用市场收入函数所述旋转备用调用市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的旋转备用调用市场价格;
第四构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场容量收入函数所述调频市场容量收入函数为:
其中,为场景对应的第t个小时内调频市场的调频容量价格,Sperf为调频效果分数;
第五构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场效果收入函数所述调频市场效果收入函数为:
其中,为第t个小时内调频市场的调频效果价格,Rs,t为所述RegD调频信号的里程比;
第六构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场收入函数所述调频市场收入函数为:
第一获取子模块,用于获取到储能电站单位电量的运行成本Cop、第t个小时内能量市场对应的售电功率值和第t个小时内能量市场对应的购电功率值
第七构建子模块,用于构建与所述各场景对应的电池运行成本函数所述电池运行成本函数为:
第一计算子模块,用于在各场景下根据第八预设公式计算得到时刻能量市场投标容量所述第八预设公式为:
第二获取子模块,用于获取到电池的额定容量Pmax和储能电站的单位容量维护成本Cm;
第八构建子模块,用于构建与所述各场景对应的电池维护成本函数costm,所述电池维护成本函数为:
costm==CmPmax。
优选地,第三构建模块具体包括:
第九构建子模块,用于构建所述电池储能售电功率约束公式,所述售电功率约束公式为:
第十构建子模块,用于构建所述电池储能购电功率约束公式,所述购电功率约束公式为:
第十一构建子模块,用于构建所述电池储能预留容量第一约束公式和预留容量第二约束公式,所述预留容量第一约束公式为:
其中,σ为中标单位调频容量对应预留的上调频和下调频容量;
所述预留容量第二约束公式为:
第十二构建子模块,用于构建所述电池储能能量水平约束公式,所述能量水平约束公式为:
0≤Et≤Emax;
其中,Et为第t时刻的能量值;
第十三构建子模块,用于构建所述电池储能旋转调用备用第一约束公式和旋转调用备用第二约束公式,所述旋转调用备用第一约束公式为:
其中,hreg1为与第一预设时间对应的中标旋转备用调用容量持续出力,η0为电池储能的充放电效率;
所述旋转调用备用第二约束公式为:
第十四构建子模块,用于构建所述电池储能调频备用第一约束公式和调频备用第二约束公式,所述调频备用第一约束公式为:
其中,hreg2为与第二预设时间对应的中标调频容量持续出力;
所述调频备用第二约束公式为:
第二计算子模块,用于根据第九预设公式计算得到t时刻电池储能调频能量损失所述第九预设公式为:
其中,βt为单位容量电池参与调频时每小时的平均充放电量;
第三计算子模块,用于根据第十预设公式计算得到t时刻的能量变化量ΔEt,所述第十预设公式为:
第十五构建子模块,用于构建所述电池储能能量水平变化约束公式,所述能量水平变化约束公式为:
Et+1=(I-α)Et+ΔEt;
其中,α为自放电率,ΔEt为t时刻的能量变化量;
第十六构建子模块,用于构建所述电池储存周期内最初能量水平约束公式,所述周期内最初能量水平约束公式为:
其中,E0为周期内最初时刻的能量水平,E0为周期内最末时刻的能量水平。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,包括:S1:获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,所述电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据所述日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据所述日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;S2:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;S3:根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,所述第一预设公式为:其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;S4:根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,所述第二预设公式为:其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;S5:分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;S6:根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,所述第三预设公式为:其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;S7:获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,所述目标函数为:max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;其中,W为电池一年运行的天数;S8:构建所述电池储能的约束公式,所述约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式,并根据所述目标函数和所述约束公式计算电池储能的最优投标策略。
本发明中,考虑了包含循环寿命的电池储能多市场投标优化模型,权衡了电池储能在短期市场的收入与长期寿命的关系,通过对小时级能量变化曲线和小时内能量变化曲线的解析,提出适应投标优化模型的电池循环寿命简化分解计算方法,简化了循环寿命的计算过程,解决了现有技术中电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致的对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
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它的附图。
图1为本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的一个实施例的流程示意图;
图2为本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的另一个实施例的流程示意图;
图3为本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法及装置,解决了现有技术中电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致的对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,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,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明实施例提供了一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的一个实施例,包括:
S101:获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
S102:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
S103:根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,第一预设公式为:
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
S104:根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,第二预设公式为:
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
S105:分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;
S106:根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,第三预设公式为:
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
需要说明的是,场景为各种用户使用场景,可以包括但不限于节假日场景、正常工作日场景等;
S107:获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;
其中,W为电池一年运行的天数;
S108:构建电池储能的约束公式,约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式,并根据目标函数和约束公式计算电池储能的最优投标策略。
本发明实施例中,考虑了包含循环寿命的电池储能多市场投标优化模型,权衡了电池储能在短期市场的收入与长期寿命的关系,通过对小时级能量变化曲线和小时内能量变化曲线的解析,提出适应投标优化模型的电池循环寿命简化分解计算方法,简化了循环寿命的计算过程,解决了现有技术中电池储能多市场投标优化方法1、并未考虑由于电池储能在响应调频信号的过程中的频繁充放电使得电池储能面临加速老化的风险,寿命可能会大大缩短,从而减小其全寿命的周期收入,会削弱其经济性,2、投标策略优化模型中的决策变量(各市场投标量)会影响运行策略,进而改变能量变化曲线和局部极值点,而能量局部极值点与各市场投标量之间的关系,导致的对应的解析形式非常复杂,使得嵌入了原始电池储能循环寿命计算方法的优化模型很难被商业求解器求解的技术问题。
以上是对一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的一个实施例进行的描述,下面对一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的另一个实施例进行详细描述。
参照图2,本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的另一个实施例,包括:
S201:获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
S202:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则根据第t个小时级能量变化曲线得到与第t个小时级能量变化曲线对应的小时级能量变化ΔEt;
S203:获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的n个局部极小值点和m个局部极大值点,以及与局部极小值点和局部极大值点对应的时间,其中,第k个局部极小值点和第k个局部极大值点构成了第k个向上调频半循环,第k个局部极大值点和第k+1个局部极小值点构成了第k个向下调频半循环,并根据第四预设公式得到与第k个向上调频半循环对应的充放电深度,根据第五预设公式得到与第k个向下调频半循环对应的充放电深度,第四预设公式为:
其中,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为与第k个局部极大值点对应的时间,为与第k个局部极小值点对应的时间,h为第t个小时内能量变化曲线对应的时间间隔,为第t个小时内能量变化曲线对应的调频市场投标量,Emax为电池储能的额定能量容量,第五预设公式为:
其中,为第k个向下调频半循环的充放电深度;
S204:根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,第一预设公式为:
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
S205:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化小于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的p个局部极值点;
S206:根据第六预设公式计算得到各半循环的充放电深度第六预设公式为:
其中,为第k个局部极值点;
S207:根据第七预设公式得到日等效满循环次数第七预设公式为:
其中,P为局部极值点的集合。
S208:根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,第二预设公式为:
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
S209:构建第t个小时内旋转备用调用市场中的功率函数旋转备用调用市场中的功率函数为:
S210:构建与各场景对应的能量市场收入函数能量市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的能量市场价格;
S211:构建与各场景对应的旋转备用调用市场收入函数旋转备用调用市场收入函数为:
其中,为各场景下第t个小时内的旋转备用调用市场价格;
S212:构建与各场景对应的调频市场容量收入函数调频市场容量收入函数为:
其中,为场景对应的第t个小时内调频市场的调频容量价格,Sperf为调频效果分数;
S213:构建与各场景对应的调频市场效果收入函数调频市场效果收入函数为:
其中,为第t个小时内调频市场的调频效果价格,Rs,t为RegD调频信号的里程比;
S214:构建与各场景对应的调频市场收入函数调频市场收入函数为:
S215:获取到储能电站单位电量的运行成本Cop、第t个小时内能量市场对应的售电功率值和第t个小时内能量市场对应的购电功率值
S216:构建与各场景对应的电池运行成本函数电池运行成本函数为:
S217:在各场景下根据第八预设公式计算得到时刻能量市场投标容量第八预设公式为:
S218:获取到电池的额定容量Pmax和储能电站的单位容量维护成本Cm,并构建与各场景对应的电池维护成本函数costm,电池维护成本函数为:
costm==CmPmax;
S219:根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,第三预设公式为:
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
S220:获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;
其中,W为电池一年运行的天数;
S221:构建电池储能售电功率约束公式,售电功率约束公式为:
S222:构建电池储能购电功率约束公式,购电功率约束公式为:
S223:构建电池储能预留容量第一约束公式和预留容量第二约束公式,预留容量第一约束公式为:
其中,σ为中标单位调频容量对应预留的上调频和下调频容量;
预留容量第二约束公式为:
S224:构建电池储能能量水平约束公式,能量水平约束公式为:
0≤Et≤Emax;
其中,Et为第t时刻的能量值;
S225:构建电池储能旋转调用备用第一约束公式和旋转调用备用第二约束公式,旋转调用备用第一约束公式为:
其中,hreg1为与第一预设时间对应的中标旋转备用调用容量持续出力,η0为电池储能的充放电效率;
旋转调用备用第二约束公式为:
S226:构建电池储能调频备用第一约束公式和调频备用第二约束公式,调频备用第一约束公式为:
其中,hreg2为与第二预设时间对应的中标调频容量持续出力;
调频备用第二约束公式为:
S227:根据第九预设公式计算得到t时刻电池储能调频能量损失第九预设公式为:
其中,βt为单位容量电池参与调频时每小时的平均充放电量;
S228:根据第十预设公式计算得到t时刻的能量变化量ΔEt,第十预设公式为:
S229:构建电池储能能量水平变化约束公式,能量水平变化约束公式为:
Et+1=(l-α)Et+ΔEt;
其中,α为自放电率,ΔEt为t时刻的能量变化量;
S230:构建电池储存周期内最初能量水平约束公式,周期内最初能量水平约束公式为:
其中,E0为周期内最初时刻的能量水平,E0为周期内最末时刻的能量水平。
S231:根据目标函数和约束公式计算电池储能的最优投标策略。
以上是对一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法的另一个实施例进行的描述,下面将对一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置的一个实施例进行详细的描述。
参照图3,本发明提供的一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置的一个实施例,包括:
第一获取模块301,用于获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
第一计算模块302,用于若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
第二计算模块303,用于根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,第一预设公式为:
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
第三计算模块304,用于根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,第二预设公式为:
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
第一构建模块305,用于分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;
第四计算模块306,用于根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,第三预设公式为:
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
第二构建函数307,用于获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益inCometotal最大化为目标的目标函数,目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomedaY;
其中,W为电池一年运行的天数;
第三构建模块308,用于构建电池储能的约束公式,约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式;
第五计算模块309,用于根据目标函数和约束公式计算电池储能的最优投标策略。
本实施例中的具体实施方式已在上述实施例中说明,这里不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,系统和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的模块和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的模块实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,其特点在于,包括:
S1:获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,所述电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据所述日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据所述日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
S2:若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
S3:根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,所述第一预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>n</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
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</mrow>
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
S4:根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,所述第二预设公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
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<mi>y</mi>
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</mrow>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
S5:分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;
S6:根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,所述第三预设公式为:
<mrow>
<msup>
<mi>income</mi>
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其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
S7:获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,所述目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;
其中,W为电池一年运行的天数;
S8:构建所述电池储能的约束公式,所述约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式,并根据所述目标函数和所述约束公式计算电池储能的最优投标策略。
2.根据权利要求1所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则根据第t个小时级能量变化曲线得到与所述第t个小时级能量变化曲线对应的小时级能量变化ΔEt;
获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的n个局部极小值点和m个局部极大值点,以及与所述局部极小值点和所述局部极大值点对应的时间,其中,第k个局部极小值点和第k个局部极大值点构成了第k个向上调频半循环,第k个局部极大值点和第k+1个局部极小值点构成了第k个向下调频半循环,并根据第四预设公式得到所述与第k个向上调频半循环对应的充放电深度,根据第五预设公式得到与所述第k个向下调频半循环对应的充放电深度,所述第四预设公式为:
<mrow>
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其中,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为与第k个局部极大值点对应的时间,为与第k个局部极小值点对应的时间,h为第t个小时内能量变化曲线对应的时间间隔,为第t个小时内能量变化曲线对应的调频市场投标量,Emax为电池储能的额定能量容量,所述第五预设公式为:
<mrow>
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</mrow>
其中,为第k个向下调频半循环的充放电深度。
3.根据权利要求2所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,其特征在于,所述步骤S3之后步骤S4之前还包括:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化小于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的p个局部极值点;
根据第六预设公式计算得到各半循环的充放电深度所述第六预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>d</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
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</mrow>
其中,为第k个局部极值点;
根据第七预设公式得到日等效满循环次数所述第七预设公式为:
<mrow>
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<mi>n</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
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<mi>q</mi>
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<mn>0.5</mn>
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<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>P</mi>
</msub>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,P为局部极值点的集合。
4.根据权利要求3所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,其特征在于,所述步骤S5包括:
构建第t个小时内旋转备用调用市场中的功率函数所述旋转备用调用市场中的功率函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>g</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
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</mrow>
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</mrow>
构建与所述各场景对应的能量市场收入函数所述能量市场收入函数为:
<mrow>
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其中,为各场景下第t个小时内的能量市场价格;
构建与所述各场景对应的旋转备用调用市场收入函数所述旋转备用调用市场收入函数为:
<mrow>
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<mi>income</mi>
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<mo>,</mo>
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<mi>s</mi>
</mrow>
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<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为各场景下第t个小时内的旋转备用调用市场价格;
构建与所述各场景对应的调频市场容量收入函数所述调频市场容量收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
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<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为场景对应的第t个小时内调频市场的调频容量价格,Sperf为调频效果分数;
构建与所述各场景对应的调频市场效果收入函数所述调频市场效果收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
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<mo>=</mo>
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<mrow>
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<mo>,</mo>
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<mrow>
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<mo>&CenterDot;</mo>
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</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
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<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
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<mi>r</mi>
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</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为第t个小时内调频市场的调频效果价格,Rs,t为所述RegD调频信号的里程比;
构建与所述各场景对应的调频市场收入函数所述调频市场收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
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<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>a</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
获取到储能电站单位电量的运行成本Cop、第t个小时内能量市场对应的售电功率值和第t个小时内能量市场对应的购电功率值
构建与所述各场景对应的电池运行成本函数所述电池运行成本函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>cost</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>o</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>c</mi>
<mrow>
<mi>o</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mrow>
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<mo>,</mo>
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<mo>+</mo>
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<mi>b</mi>
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<mo>,</mo>
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</msubsup>
<mo>)</mo>
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<mo>&CenterDot;</mo>
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<mo>+</mo>
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<mo>&CenterDot;</mo>
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<mi>&beta;</mi>
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<mi>b</mi>
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<mo>+</mo>
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<mi>g</mi>
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<mi>r</mi>
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<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>;</mo>
</mrow>
在各场景下根据第八预设公式计算得到时刻能量市场投标容量所述第八预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
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<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
获取到电池的额定容量Pmax和储能电站的单位容量维护成本Cm,并构建与所述各场景对应的电池维护成本函数costm,所述电池维护成本函数为:
costm=CmPmax。
5.根据权利要求4所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化方法,其特征在于,所述构建所述电池储能的售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式包括:
构建所述电池储能售电功率约束公式,所述售电功率约束公式为:
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>&le;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>s</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
构建所述电池储能购电功率约束公式,所述购电功率约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
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</msubsup>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
构建所述电池储能预留容量第一约束公式和预留容量第二约束公式,所述预留容量第一约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
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<mi>b</mi>
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<mi>r</mi>
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<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mo>-</mo>
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<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,σ为中标单位调频容量对应预留的上调频和下调频容量;
所述预留容量第二约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
构建所述电池储能能量水平约束公式,所述能量水平约束公式为:
0≤Et≤Emax;
其中,Et为第t时刻的能量值;
构建所述电池储能旋转调用备用第一约束公式和旋转调用备用第二约束公式,所述旋转调用备用第一约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,hreg1为与第一预设时间对应的中标旋转备用调用容量持续出力,η0为电池储能的充放电效率;
所述旋转调用备用第二约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
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<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
构建所述电池储能调频备用第一约束公式和调频备用第二约束公式,所述调频备用第一约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
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<mi>b</mi>
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<mrow>
<mi>r</mi>
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</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
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<mi>s</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
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<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,hreg2为与第二预设时间对应的中标调频容量持续出力;
所述调频备用第二约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
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<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
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<mo>&CenterDot;</mo>
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<mrow>
<mi>r</mi>
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<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
根据第九预设公式计算得到t时刻电池储能调频能量损失所述第九预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>L</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,βt为单位容量电池参与调频时每小时的平均充放电量;
根据第十预设公式计算得到t时刻的能量变化量ΔEt,所述第十预设公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>&Delta;E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
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<mrow>
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<mo>,</mo>
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<mo>/</mo>
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<mn>0</mn>
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<mo>+</mo>
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<mo>,</mo>
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</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
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<mn>0</mn>
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<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
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</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>/</mo>
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<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
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<mi>L</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
构建所述电池储能能量水平变化约束公式,所述能量水平变化约束公式为:
Et+1=(1-α)Et+ΔEt;
其中,α为自放电率,ΔEt为t时刻的能量变化量;
构建所述电池储存周期内最初能量水平约束公式,所述周期内最初能量水平约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,E0为周期内最初时刻的能量水平,E0为周期内最末时刻的能量水平。
6.一种考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,其特点在于,包括:
第一获取模块,用于获取到电池储能一天内的日能量变化曲线,所述电池储能参与了能量市场、旋转备用调用市场和调频市场,根据所述日能量变化曲线得到至少一个能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线,根据所述日能量变化曲线和RegD调频信号得到调频市场的小时内能量变化曲线;
第一计算模块,用于若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则计算与第t个小时级能量变化曲线中的向上调频半循环充放电深度和向下调频半循环充放电深度;
第二计算模块,用于根据第一预设公式计算得到日等效满循环次数,所述第一预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>n</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>q</mi>
<mo>,</mo>
<mi>d</mi>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
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<mi>C</mi>
</mrow>
</munder>
<mn>0.5</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
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<mi>k</mi>
<mrow>
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<mi>p</mi>
</mrow>
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<mo>)</mo>
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<msub>
<mi>k</mi>
<mi>P</mi>
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</msup>
<mo>+</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
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<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>o</mi>
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<mi>n</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>|</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>P</mi>
</msub>
</msup>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,C为调频半循环的集合,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为第k个向下调频半循环的充放电深度,kp为预设的电池拟合参数;
第三计算模块,用于根据第二预设公式计算得到电池循环寿命,所述第二预设公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>y</mi>
<mi>c</mi>
<mi>l</mi>
<mi>e</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
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<msubsup>
<mi>N</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
<mi>f</mi>
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<mi>i</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>n</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>q</mi>
<mo>,</mo>
<mi>d</mi>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,Q为储能电站一年的运行天数,为使新电池失效的充放电深度为100的循环次数;
第一构建模块,用于分别构建包含能量市场中的投标容量变量旋转备用调用市场中的投标容量变量和市场调频中的投标容量变量的与各场景对应的能量市场收入函数旋转备用调用市场收入函数的调频市场收入函数电池运行成本函数和电池维护成本函数costm;
第四计算模块,用于根据第三预设公式计算得到日收入期望值incomeday,所述第三预设公式为:
<mrow>
<msup>
<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>=</mo>
<munder>
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<mrow>
<mi>s</mi>
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<mi>S</mi>
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</munder>
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<mi>s</mi>
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<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<munder>
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<mrow>
<mi>t</mi>
<mo>&Element;</mo>
<mi>H</mi>
</mrow>
</munder>
<mrow>
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<mi>income</mi>
<mrow>
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<mo>,</mo>
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</msubsup>
<mo>+</mo>
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<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
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<mo>+</mo>
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<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
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<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
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</msubsup>
<mo>-</mo>
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<mi>cost</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>o</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>-</mo>
<msup>
<mi>cost</mi>
<mi>m</mi>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,S为各场景的集合,H为至少一个小时的时间集合,γres为旋转备用调用市场被调用的概率;
第二构建函数,用于获取到电池的浮充寿命Tfloat,并建立以电池储能寿命周期内总收益incometotal最大化为目标的目标函数,所述目标函数为:
max incometotal=min(Tcycle,Tfloat)·W·incomeday;
其中,W为电池一年运行的天数;
第三构建模块,用于构建所述电池储能的约束公式,所述约束公式包括:售电功率约束公式、购电功率约束公式、预留容量约束公式、能量水平约束公式、旋转调用备用约束公式、调频备用约束公式、能量水平变化约束公式和周期内最初能量水平约束公式;
第五计算模块,用于根据所述目标函数和所述约束公式计算电池储能的最优投标策略。
7.根据权利要求6所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,其特征在于,第一计算模块具体用于:
若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化大于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则根据第t个小时级能量变化曲线得到与所述第t个小时级能量变化曲线对应的小时级能量变化ΔEt;
获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的n个局部极小值点和m个局部极大值点,以及与所述局部极小值点和所述局部极大值点对应的时间,其中,第k个局部极小值点和第k个局部极大值点构成了第k个向上调频半循环,第k个局部极大值点和第k+1个局部极小值点构成了第k个向下调频半循环,并根据第四预设公式得到所述与第k个向上调频半循环对应的充放电深度,根据第五预设公式得到与所述第k个向下调频半循环对应的充放电深度,所述第四预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>d</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<mi>u</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>&Delta;E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mi>max</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mi>min</mi>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>RegD</mi>
<mi>k</mi>
<mi>max</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>RegD</mi>
<mi>k</mi>
<mi>min</mi>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为第k个向上调频半循环的充放电深度,为与第k个局部极大值点对应的时间,为与第k个局部极小值点对应的时间,h为第t个小时内能量变化曲线对应的时间间隔,为第t个小时内能量变化曲线对应的调频市场投标量,Emax为电池储能的额定能量容量,所述第五预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>d</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>o</mi>
<mi>w</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&Delta;E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mi>max</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mi>min</mi>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>RegD</mi>
<mi>k</mi>
<mi>max</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>RegD</mi>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>min</mi>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为第k个向下调频半循环的充放电深度。
8.根据权利要求7所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,其特征在于,还包括:
第二获取模块,用于若调频市场的小时内能量变化曲线中的小时内能量变化小于能量市场和旋转备用调用市场的小时级能量变化曲线中的小时级能量变化,则获取到与第t个小时级能量变化曲线对应的第t个小时内能量变化曲线中的p个局部极值点;
第六计算模块,用于根据第六预设公式计算得到各半循环的充放电深度所述第六预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>d</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<mi>h</mi>
<mi>a</mi>
<mi>l</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msubsup>
<mi>E</mi>
<mi>k</mi>
<mi>m</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>m</mi>
</msubsup>
</mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为第k个局部极值点;
第七计算模块,用于根据第七预设公式得到日等效满循环次数所述第七预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>n</mi>
<mn>100</mn>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>q</mi>
<mo>,</mo>
<mi>d</mi>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>&Element;</mo>
<mi>P</mi>
</mrow>
</munder>
<mn>0.5</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>d</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<mi>h</mi>
<mi>a</mi>
<mi>l</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>P</mi>
</msub>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,P为局部极值点的集合。
9.根据权利要求8所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,其特征在于,第一构建模块具体包括:
第一构建子模块,用于构建第t个小时内旋转备用调用市场中的功率函数所述旋转备用调用市场中的功率函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>g</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>&gamma;</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
第二构建子模块,用于构建与所述各场景对应的能量市场收入函数所述能量市场收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&pi;</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>&pi;</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>g</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为各场景下第t个小时内的能量市场价格;
第三构建子模块,用于构建与所述各场景对应的旋转备用调用市场收入函数所述旋转备用调用市场收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&pi;</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为各场景下第t个小时内的旋转备用调用市场价格;
第四构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场容量收入函数所述调频市场容量收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>a</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&pi;</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>a</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为场景对应的第t个小时内调频市场的调频容量价格,Sperf为调频效果分数;
第五构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场效果收入函数所述调频市场效果收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>&pi;</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,为第t个小时内调频市场的调频效果价格,Rs,t为所述RegD调频信号的里程比;
第六构建子模块,用于构建与所述各场景对应的调频市场收入函数所述调频市场收入函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>income</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>a</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>Pay</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>p</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
第一获取子模块,用于获取到储能电站单位电量的运行成本Cop、第t个小时内能量市场对应的售电功率值和第t个小时内能量市场对应的购电功率值
第七构建子模块,用于构建与所述各场景对应的电池运行成本函数所述电池运行成本函数为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>cost</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>o</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>c</mi>
<mrow>
<mi>o</mi>
<mi>p</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>s</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>g</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>;</mo>
</mrow>
第一计算子模块,用于在各场景下根据第八预设公式计算得到时刻能量市场投标容量所述第八预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>s</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
第二获取子模块,用于获取到电池的额定容量Pmax和储能电站的单位容量维护成本Cm;
第八构建子模块,用于构建与所述各场景对应的电池维护成本函数costm,所述电池维护成本函数为:
costm=CmPmax。
10.根据权利要求9所述的考虑循环寿命的电池储能多市场投标优化装置,其特征在于,第三构建模块具体包括:
第九构建子模块,用于构建所述电池储能售电功率约束公式,所述售电功率约束公式为:
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>&le;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>s</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
第十构建子模块,用于构建所述电池储能购电功率约束公式,所述购电功率约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
第十一构建子模块,用于构建所述电池储能预留容量第一约束公式和预留容量第二约束公式,所述预留容量第一约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>-</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,σ为中标单位调频容量对应预留的上调频和下调频容量;
所述预留容量第二约束公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
第十二构建子模块,用于构建所述电池储能能量水平约束公式,所述能量水平约束公式为:
0≤Et≤Emax;
其中,Et为第t时刻的能量值;
第十三构建子模块,用于构建所述电池储能旋转调用备用第一约束公式和旋转调用备用第二约束公式,所述旋转调用备用第一约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,hreg1为与第一预设时间对应的中标旋转备用调用容量持续出力,η0为电池储能的充放电效率;
所述旋转调用备用第二约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
第十四构建子模块,用于构建所述电池储能调频备用第一约束公式和调频备用第二约束公式,所述调频备用第一约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,hreg2为与第二预设时间对应的中标调频容量持续出力;
所述调频备用第二约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&le;</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msup>
<mi>h</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
第二计算子模块,用于根据第九预设公式计算得到t时刻电池储能调频能量损失所述第九预设公式为:
<mrow>
<msubsup>
<mi>L</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,βt为单位容量电池参与调频时每小时的平均充放电量;
第三计算子模块,用于根据第十预设公式计算得到t时刻的能量变化量ΔEt,所述第十预设公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>&Delta;E</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>s</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>b</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi>
<mi>u</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>g</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mo>/</mo>
<msub>
<mi>&eta;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<msubsup>
<mi>L</mi>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
第十五构建子模块,用于构建所述电池储能能量水平变化约束公式,所述能量水平变化约束公式为:
Et+1=(1-α)Et+ΔEt;
其中,α为自放电率,ΔEt为t时刻的能量变化量;
第十六构建子模块,用于构建所述电池储存周期内最初能量水平约束公式,所述周期内最初能量水平约束公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>E</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
</msub>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,E0为周期内最初时刻的能量水平,E0为周期内最末时刻的能量水平。
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