CN111047470A - 分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，该方法所采用的系统适用于电网协调管理。本发明系统中的电能交易平台基于B/S架构，具有多通道交易功能、交易速度快、延迟低的优点，该电能交易平台中HyperLedger Fabric区块链子系统功耗低并且模块化，能够实现分布式储能的自由开放式交易。采用电网资源统一调度分配和多节点平台化的交易配合的两级式部署，分别针对电网公司的调度系统与分布式储能系统的辅助服务商的不同需求，通过区块链的交易方式，把电网公司和分布式储能辅助服务商有机的结合起来；本发明方法中辅助决策方法，可及时为分布式储能辅助服务商制定辅助服务优化方案，提高分布式储能系统参与电网的收益率最大化。
Description
技术领域：
本发明涉及一种大容量储能电站参与电力辅助服务市场的控制方法，属于电力市场领域。
背景技术：
自2018年7月份江苏省第一批101MW/202MWh的电网侧储能项目投入运行以来，河南、湖南、甘肃、辽宁等省份积极建设大容量电化学储能电站，用于解决调峰调频、系统备用、满足电网尖峰负荷等方面的问题。截止2019年4月，我国电网侧储能电站在运装机规模26.18万千瓦，在运容量42.28万千瓦时，装机和容量分别占比46.7％和29.2％，已超过用户侧电化学储能装机规模。
东北区域允许电储能在电源侧或负荷侧为电网提供调峰辅助服务，但未提及电网侧储能电站；福建、甘肃、安徽电力辅助服务市场运营规则允许电储能在电源侧、负荷侧或以独立市场主体为系统提供调峰等辅助服务，但未明确独立市场主体的具体含义；新疆、鼓励电储能设施与机组(/新能源)联合调峰，未提及电网侧独立储能电站。以上省份的储能电站规模通常要求在1万千瓦及以上，持续充电时间4小时以上
储能作为一种灵活、快速的可调节资源，可以参与电力系统调峰、调频、需求响应的辅助服务，具有缓解用户负荷高峰、延缓线路扩容、提高新能源消纳等作用,是未来最具前景的技术之一。
随着储能技术进步和成本快速下降，分布式储能安装容量不断地增大，未来必将进入规模化应用阶段，如何运营分布式储能资源是亟待解决的关键问题之一。
发明内容：
为解决上述问题，本发明提供一种分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其技术方案如下：
一种分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，该方法采用的运营系统包括省级电网分布式储能系统和电能交易平台；
其中，省级电网分布式储能系统基于D5000基础平台，部署于调度安全II区，并通过总线与D5000基础平台进行数据交互；所述省级电网分布式储能系统主要包括新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块；
所述电能交易平台包括调度信息子系统、电表信息采集子系统、交易前端Web子系统、基于Flask的后端子系统和Hyperledger区块链子系统；
该方法包括如下具体步骤：
省级电网分布式储能系统通过新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块，实现对新能源消纳的储能需求量预测，确定分布式储能的需求交易电量，按设定周期发布未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息；
分布式储能辅助服务商根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，按辅助决策方法，决定对省级电网分布式储能系统的响应策略；
电能交易平台采集分布式储能的实际交易电量，根据省级电网分布式储能系统提供的分布式储能的需求交易电量，并按照分布式储能辅助服务商和电网公司之间的智能合约形式，进行自动的辅助服务交易结算，完成分布式储能参与电力系统的调峰、调频和需求响应辅助服务运营流程。
优选地，所述调度信息子系统包括通信服务器模块、智能合约审核模块和智能合约信息缓冲队列管理模块；所述调度信息子系统用于建立TCP通信服务器、智能合约审核以及缓存基于Flask的后端子系统发送过来的智能合约信息；
所述电表信息采集子系统用于通过TCP对分布式储能的实际交易电量进行计量；
所述交易前端Web子系统包括用户注册模块、用户充值模块、用户挂单模块和用户交易模块；所述交易前端Web子系统用于用户的信息交互和应用；
所述基于Flask的后端子系统包括Python通信模块、路由模块、合约信息Python处理模块和Hyperledger-Node.JS-API接口模块；所述基于Flask的后端子系统用于将智能合约进行信息预处理工作，并将合约信息及其执行信息写入Hyperledger区块链子系统中；
所述Hyperledger区块链子系统包括MSP成员管理模块、CA认证模块、拜占庭容错共识模块和智能合约模块；所述Hyperledger区块链子系统用于用户登记和注册的数字证书管理功能，并进行交易有效性认证和共识认证以及交易信息广播。
优选地，所述辅助决策方法如下：
根据根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，分布式储能响应约束如下：
式中，Ersi为T小时内分布式储能参与调频服务获得的收益；Edri表示T小时内分布式储能提供需求响应所获得的收益；Epec为T小时内分布式储能参与调峰获得的收益；pdr(t)、ppe(t)、prs(t)分别为t时刻的需求侧响应、调峰、调频功率；Pdrsub(t)、Ppesub(t)、Prsub(t)分别对应的t时刻需求侧响应、调峰、调频补偿价格；
未来T小时内分布式储能辅助服务商的最大总收益的目标函数为：
maxEtotal＝Ersi+Edri+Epec-Cop
式中，maxEtotal为分布式储能辅助服务商的最大收益；Cop为分布式储能的运行损耗。
优选地，所述省级电网分布式储能系统采用达梦数据库，存储于D5000基础平台。
优选地，所述省级电网分布式储能系统的设定周期为15分钟。
优选地，所述T为24小时。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果
本发明提供的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，该方法所采用的系统适用于电网协调管理，本发明所采用系统中的电能交易平台基于B/S架构，具有多通道交易功能、交易速度快、延迟低的优点，该电能交易平台中HyperLedgerFabric区块链子系统功耗低并且模块化，能够实现分布式储能的自由开放式交易。采用电网资源统一调度分配和多节点平台化的交易配合的两级式部署，分别针对电网公司的调度系统与分布式储能系统的辅助服务商的不同需求，通过区块链的交易方式，把电网公司和分布式储能辅助服务商有机的结合起来；
本发明的运营方法中所采用的辅助决策方法，可及时为分布式储能辅助服务商制定辅助服务优化方案，提高分布式储能系统参与电网的收益率最大化。
附图说明：
图1为省级电网分布式储能系统与D5000基础平台信息交互示意图；
图2为电能交易平台结构示意图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例及对应附图对本发明作进一步说明。
实施例一：
本实施例采用本发明的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，该方法采用的运营系统包括省级电网分布式储能系统和电能交易平台；
其中，如图1所示，省级电网分布式储能系统基于D5000平台，部署于调度安全II区，采用达梦数据库，存储于D5000基础平台，并通过总线与D5000基础平台进行数据交互；省级电网分布式储能系统主要包括新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块；新能源监测用于新能源监测、功率预测、结纳能力评估和调度计划；储能电站调度模块用于储能状态检测和储能优化调度。
如图2所示，电能交易平台包括调度信息子系统、电表信息采集子系统、交易前端Web子系统、基于Flask的后端子系统和Hyperledger区块链子系统；该平台基于B/S架构，是一种多通道交易功能、交易速度快、延迟低、低功耗模块化的HyperLedger Fabric区块链架构的电能交易平台；其中，
调度信息子系统包括通信服务器模块、智能合约审核模块和智能合约信息缓冲队列管理模块；调度信息子系统用于建立TCP通信服务器、智能合约审核以及缓存基于Flask的后端子系统发送过来的智能合约信息；
电表信息采集子系统用于通过TCP对分布式储能的充放电电量进行准确的计量。
交易前端Web子系统包括用户注册模块、用户充值模块、用户挂单模块和用户交易模块；所述交易前端Web子系统用于用户的信息交互和应用。
基于Flask的后端子系统包括Python通信模块、路由模块、合约信息Python处理模块和Hyperledger-Node.JS-API接口模块；基于Flask的后端子系统用于将智能合约进行信息预处理工作，并将合约信息及其执行信息写入Hyperledger区块链子系统中；
Hyperledger区块链子系统包括MSP成员管理模块、CA认证模块、拜占庭容错共识模块和智能合约模块；Hyperledger区块链子系统用于用户登记和注册的数字证书管理功能，并进行交易有效性认证和共识认证以及交易信息广播；
该方法包括如下具体步骤：
省级电网分布式储能系统接入分布式储能的状态信息，根据优化调度模型，通过新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块，实现对新能源消纳的储能需求量预测，确定分布式储能的需求交易电量，制定优化调度策略，按设定周期发布未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息；本实施例设定周期为15分钟，T为24小时。
分布式储能辅助服务商根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，按辅助决策方法，决定对省级电网分布式储能系统的响应策略；
调度通过经济补偿激励分布式储能响应电力系统的调峰、调频与需求响应等辅助服务，但在不同的时间与区域上对系统的价值存在差异，该特点决定了经济补偿的力度不同；从分布式储能角度来看，作为辅助服务供应商，需求的差异性与时空特性决定了系统补偿价格，从而影响最终经济收益，那么就需要在各个时段针对不同辅助服务的价格中做出符合自身利益最大化决策方案。
分布式储能辅助服务商根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，按辅助决策方法，决定对省级电网分布式储能系统的响应策略，以达到多点分布式储能参与省级电网的辅助服务目标；该辅助决策方法为：
调度根据负荷预测与发电计划根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，分布式储能响应约束如下：
式中，Ersi为T小时内分布式储能参与调频服务获得的收益；Edri表示T小时内分布式储能提供需求响应所获得的收益；Epec为T小时内分布式储能参与调峰获得的收益；pdr(t)、ppe(t)、prs(t)分别为t时刻的需求侧响应、调峰、调频功率；Pdrsub(t)、Ppesub(t)、Prsub(t)分别对应的t时刻需求侧响应、调峰、调频补偿价格；
未来T小时内分布式储能辅助服务商的最大总收益的目标函数为：
maxEtotal＝Ersi+Edri+Epec-Cop
式中，maxEtotal为分布式储能辅助服务商的最大收益；Cop为分布式储能的运行损耗。
电能交易平台采集分布式储能的实际交易电量，根据省级电网分布式储能系统提供的分布式储能的需求交易电量，并按照分布式储能辅助服务商和电网公司之间的智能合约形式，进行自动的辅助服务交易结算，完成分布式储能参与电力系统的调峰、调频和需求响应辅助服务运营流程。
Claims (6)
1.一种分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：该方法采用的运营系统包括省级电网分布式储能系统和电能交易平台；
其中，省级电网分布式储能系统基于D5000基础平台，部署于调度安全II区，并通过总线与D5000基础平台进行数据交互；所述省级电网分布式储能系统主要包括新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块；
所述电能交易平台包括调度信息子系统、电表信息采集子系统、交易前端Web子系统、基于Flask的后端子系统和Hyperledger区块链子系统；
该方法包括如下具体步骤：
省级电网分布式储能系统通过新能源监测与预测模块以及储能电站调度模块，实现对新能源消纳的储能需求量预测，确定分布式储能的需求交易电量，按设定周期发布未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息；
分布式储能辅助服务商根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，按辅助决策方法，决定对省级电网分布式储能系统的响应策略；
电能交易平台采集分布式储能的实际交易电量，根据省级电网分布式储能系统提供的分布式储能的需求交易电量，并按照分布式储能辅助服务商和电网公司之间的智能合约形式，进行自动的辅助服务交易结算，完成分布式储能参与电力系统的调峰、调频和需求响应辅助服务运营流程。
2.根据权利要求1所述的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：
所述调度信息子系统包括通信服务器模块、智能合约审核模块和智能合约信息缓冲队列管理模块；所述调度信息子系统用于建立TCP通信服务器、智能合约审核以及缓存基于Flask的后端子系统发送过来的智能合约信息；
所述电表信息采集子系统用于通过TCP对分布式储能的实际交易电量进行计量；
所述交易前端Web子系统包括用户注册模块、用户充值模块、用户挂单模块和用户交易模块；所述交易前端Web子系统用于用户的信息交互和应用；
所述基于Flask的后端子系统包括Python通信模块、路由模块、合约信息Python处理模块和Hyperledger-Node.JS-API接口模块；所述基于Flask的后端子系统用于将智能合约进行信息预处理工作，并将合约信息及其执行信息写入Hyperledger区块链子系统中；
所述Hyperledger区块链子系统包括MSP成员管理模块、CA认证模块、拜占庭容错共识模块和智能合约模块；所述Hyperledger区块链子系统用于用户登记和注册的数字证书管理功能，并进行交易有效性认证和共识认证以及交易信息广播。
3.根据权利要求2所述的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：所述辅助决策方法如下：
根据根据省级电网分布式储能系统发布的未来T小时内调峰、调频、需求响应的数量和价格信息，分布式储能响应约束如下：
式中，Ersi为T小时内分布式储能参与调频服务获得的收益；Edri表示T小时内分布式储能提供需求响应所获得的收益；Epec为T小时内分布式储能参与调峰获得的收益；pdr(t)、ppe(t)、prs(t)分别为t时刻的需求侧响应、调峰、调频功率；Pdrsub(t)、Ppesub(t)、Prsub(t)分别对应的t时刻需求侧响应、调峰、调频补偿价格；
未来T小时内分布式储能辅助服务商的最大总收益的目标函数为：
max Etotal＝Ersi+Edri+Epec-Cop
式中，maxEtotal为分布式储能辅助服务商的最大收益；Cop为分布式储能的运行损耗。
4.根据权利要求1所述的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：所述省级电网分布式储能系统采用达梦数据库，存储于D5000基础平台。
5.根据权利要求1所述的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：所述省级电网分布式储能系统的设定周期为15分钟。
6.根据权利要求1所述的分布式储能电站参与电力辅助服务市场的运营方法，其特征在于：所述T为24小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200421 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |