CN112488829A - 一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法 - Google Patents

一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，包括以下步骤：步骤1、基于电动汽车聚合商视角，分析聚合体系内多主体价值交换关系，采集相关数据；步骤2、基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、可再生能源发电商、辅助服务市场、电动汽车用户的主体进行电力市场交易时各主体的成本、收入；步骤3、根据聚合模式下多主体价值获取路径对有、无聚合商参与电力市场交易的各主体收益进行对比，进而对电动汽车负荷聚合商参与市场交易价值评估。本发明能够确定电动汽车聚合交易价值。

Description

一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法
技术领域
本发明属于电力系统运行技术领域，涉及电动汽车聚合交易价值评估方法，尤其是一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法。
背景技术
随着风电、光伏等清洁能源的大规模并网，其出力的间歇性需要大量的备用或可调控资源参与辅助调峰服务，以更好支撑绿电消纳。新一代电力交易平台涵盖了绿电交易相关模块，以电动汽车为代表的需求侧资源参与电力市场聚合交易，将为电力系统提供大量的可调节资源，缓解系统平衡运行的矛盾。
电动汽车大量分散的接入电网，其负荷特性对系统的安全稳定运行造成了很大负面影响，如产生谐波、因峰加峰的缘故加剧负荷峰谷差、网络损耗、运行调控难度增加等。由于电动汽车个体不适合独立参与电力批发市场，只有引入聚合商作为中间商，聚合电动汽车需求侧资源，利用电动汽车负荷具备灵活可调的特点，借助有序充放电协调技术，通过荷随源动的互动形式优化整个电网的运行方式，以达到参与市场调节的容量门槛，优先消纳富余的可再生能源。
在新一代电力交易平台中，电动汽车需求侧资源经聚合后参与电力市场交易，将有效降低发电侧运行成本、消纳低价的富余可再生能源，为各交易主体带来更多增量收益，但是目前国内对电动汽车聚合交易的价值并没有深入研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，能够充分考虑电动汽车聚合价值各节点上的利益相关者，即电动汽车用户、电动汽车聚合运营商、电网、可再生能源发电商等的价值创造路径，确定电动汽车聚合交易价值。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，包括以下步骤：
步骤1、基于电动汽车聚合商视角，分析聚合体系内多主体价值交换关系，采集相关数据；
步骤2、基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、可再生能源发电商、辅助服务市场、电动汽车用户的主体进行电力市场交易时各主体的成本、收入；
步骤3、根据聚合模式下多主体价值获取路径对有、无聚合商参与电力市场交易的各主体收益进行对比，进而对电动汽车负荷聚合商参与市场交易价值评估。
而且，所述步骤1所采集的数据包括：电动汽车每天的总用电量、负荷聚合商从电网、可再生能源发电商、辅助服务市场处的购电量，网损率，电网上网电价，销售电价，调度消减量，调度消减市场补偿系数、现货市场价格，有负荷聚合时光伏、风能提升的能源消纳系数，风、光发电量，风、光售电量，风、光发电成本，风、光售电价格，调峰出清价格，电动汽车用户充电量、充电服务费、充电电费。
而且，所述步骤2的具体步骤包括：
(1)基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、进行电力市场交易时双方的成本、收入；
(2)测算可再生能源发电商与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入；
(3)测算电动汽车用户与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入。
而且，所述步骤2第(1)步的具体步骤包括：
①计算负荷聚合商参与电量市场，电网的收入：
Figure BDA0002765021340000031
②计算负荷聚合商参与电量市场，电网的费用：
Figure BDA0002765021340000032
其中，在负荷聚合商组织电动汽车用户参与电量市场交易之后，起到削峰填谷的作用，降低大约8％的市场费用，减少电网投资运行成本，提高电网安全稳定性；
③计算负荷聚合商的收入：
Figure BDA0002765021340000033
④计算负荷聚合商的费用：
式中，I1为电网售电收入，Qp,d、Pp,d分别为第d天的聚合商与电网的交易量和费用，D为总天数；C1为电网从发电厂购电的成本，Pd表示上网电价，Q'd,P为第d天供给给聚合商所需电量时的上网电量，因要考虑网损的因素，ω表示网损率，故
Figure BDA0002765021340000041
λbc为补偿系数，Psi为现货市场价格，Qi为某种负荷水平的调度消减量。
而且，所述步骤2第(2)步的具体步骤包括：
①计算可再生能源发电商的收入：
提高新能源消纳：
Figure BDA0002765021340000042
②计算售电收入：
Figure BDA0002765021340000043
③计算聚合商与可再生能源发电商交易，可再生能源发电商的发电成本：
Figure BDA0002765021340000044
式中，I2为提高可再生能源消纳获得的收入，I'2为可再生能源发电商的售电收入，R为发电新能源的种类；C2为可再生能源发电商的发电总成本，Pt,r为第r种新能源在t时刻的发电成本，αt,rQt,r为第r种新能源在t时刻被消纳的量；其中0≤αt,r≤1，Qt,r表示t时刻所需要的第r种新能源的电量，pt,r为第r种新能源在t时刻的电价。
而且，所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：
①计算电动汽车充电电费及服务费：
Figure BDA0002765021340000045
pc(t)＝pe(t)+pw
②计算聚合商(售电公司)与电动汽车用户交易的费用：
C3＝Cy+Cq+Cg
Cg＝Cgrid+CNE+Cservice
式中：I3为聚合商收入；Pm,i(t)为t时段电动汽车的充电功率，pc(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电费用；pe(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电电费，pw为电动汽车充电服务费；C3为聚合商服务成本；Cg为购电成本；Cy为充电桩运维成本；Cq为其它成本；Cgrid为从电网处购电的费用，CNE为从新能源发电商处购电的费用，Cservice为从辅助服务市场购电的费用。
本发明的优点和有益效果：
本发明针对背景技术中提到的电动汽车需求侧资源经聚合后参与消纳绿电的价值评估问题，提出了一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，充分考虑电动汽车聚合价值各节点上的利益相关者，即电动汽车用户、电动汽车聚合运营商、电网、可再生能源发电商等的价值创造路径，确定电动汽车聚合交易价值。
附图说明
图1是本发明的电动汽车聚合交易价值评估方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、基于电动汽车聚合商视角，分析聚合体系内多主体价值交换关系，采集相关数据；
所述步骤1所采集的数据包括：电动汽车每天的总用电量、负荷聚合商从电网、可再生能源发电商、辅助服务市场处的购电量，网损率，电网上网电价，销售电价，调度消减量，调度消减市场补偿系数、现货市场价格，有负荷聚合时光伏、风能提升的能源消纳系数，风、光发电量，风、光售电量，风、光发电成本，风、光售电价格，调峰出清价格，电动汽车用户充电量、充电服务费、充电电费。
步骤2、基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、可再生能源发电商、辅助服务市场、电动汽车用户的主体进行电力市场交易时各主体的成本、收入。
所述步骤2的具体步骤包括：
(1)基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、进行电力市场交易时双方的成本、收入
所述步骤2第(1)步的具体步骤包括：
①计算负荷聚合商参与电量市场，电网的收入：售电收入
Figure BDA0002765021340000061
②计算负荷聚合商参与电量市场，电网的费用：购电成本：
Figure BDA0002765021340000062
其中，在负荷聚合商组织电动汽车用户参与电量市场交易之后，起到削峰填谷的作用，降低大约8％的市场费用，减少电网投资运行成本，提高电网安全稳定性；
③计算负荷聚合商的收入：市场补偿：
Figure BDA0002765021340000063
④计算负荷聚合商的费用：购电费用(其数值等于电网的售电收入)
式中，I1为电网售电收入，Qp,d、Pp,d分别为第d天的聚合商与电网的交易量和费用，D为总天数；C1为电网从发电厂购电的成本，Pd表示上网电价，Q'd,P为第d天供给给聚合商所需电量时的上网电量，因要考虑网损的因素，ω表示网损率，故
Figure BDA0002765021340000071
λbc为补偿系数，Psi为现货市场价格，Qi为某种负荷水平的调度消减量。
(2)测算可再生能源发电商与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入；
所述步骤2第(2)步的具体步骤包括：
①计算可再生能源发电商的收入：
提高新能源消纳：
Figure BDA0002765021340000072
②计算售电收入：
Figure BDA0002765021340000073
③计算聚合商与可再生能源发电商交易，可再生能源发电商的发电成本：
Figure BDA0002765021340000074
式中，I2为提高可再生能源消纳获得的收入，I'2为可再生能源发电商的售电收入，R为发电新能源的种类；C2为可再生能源发电商的发电总成本，Pt,r为第r种新能源在t时刻的发电成本，αt,rQt,r为第r种新能源在t时刻被消纳的量(若无聚合商聚合电动汽车用户充电量则不能被消纳)。其中0≤αt,r≤1，Qt,r表示t时刻所需要的第r种新能源的电量，pt,r为第r种新能源在t时刻的电价。
(3)测算电动汽车用户与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入。
用户委托电动汽车聚合运营商来参与市场，既降低了用电成本，也得到了满足用电需求之外的增值服务。聚合商与电动汽车用户交易的收入主要来源于电动汽车充电电费及服务费：
所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：
①计算电动汽车充电电费及服务费
Figure BDA0002765021340000081
pc(t)＝pe(t)+pw
②计算聚合商(售电公司)与电动汽车用户交易的费用：
C3＝Cy+Cq+Cg
Cg＝Cgrid+CNE+Cservice
式中：I3为聚合商收入；Pm,i(t)为t时段电动汽车的充电功率，pc(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电费用；pe(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电电费，pw为电动汽车充电服务费。C3为聚合商服务成本；Cg为购电成本；Cy为充电桩运维成本；Cq为其它成本；Cgrid为从电网处购电的费用，CNE为从新能源发电商处购电的费用，Cservice为从辅助服务市场购电的费用。
步骤3、根据聚合模式下多主体价值获取路径对有、无聚合商参与电力市场交易的各主体收益进行对比，进而对电动汽车负荷聚合商参与市场交易价值评估。
下面通过具体算例，进一步对本发明的实施方案作进一步说明：
选取国内某区域六月份30天时部分电动汽车负荷聚合商的运营情况作为测算案例，一般电动车分乘用车和商用车两种，乘用车就是一般的小汽车，另一类是商用车，主要是车辆公司的用车。再具体些，乘用车可以分为私家车、公务车、出租车，而商用车可以分为客车(公交车)和专用车(洒水车、环卫车)。根据不同车型每天行驶路程长度习惯可得到其平均每天行驶公里和耗电量，如表1所示：
表1不同车型耗电量
Figure BDA0002765021340000091
聚合商聚合电动汽车用户参与交易时，电动汽车用户所需要的总电量其中55％的电量来自电网，20％的电量来自可再生能源发电商，25％的电量来自辅助服务市场。在电量市场中，上网电价为415.3元/MW.h，网损为0.023，销售电价按分时电价计算，高峰时段(8:00-11:00，18:00-23:00)为780元/MW.h，平段(7:00-8:00，11:00-18:00)为540元/MW.h，低谷时段(23:00-7:00)为438.6元/MW.h。在负荷聚合商组织电动汽车用户参与电量市场交易之后，起到削峰填谷的作用，降低大约8％的市场费用，减少电网投资运行成本，提高电网安全稳定性，经综合分摊后，电网在六月份减少的费用大约为40000元。电量市场的交易情况如表2所示：
表2电量市场交易
Figure BDA0002765021340000092
负荷聚合商在电量交易过程中通过聚合电动汽车用户电量对电网需求做出及时、有效的响应，起到了调度消减，削峰填谷的作用，故可得到一定比例的市场补偿。补偿系数定为：λbc＝1.005，补偿情况如表3所示：
表3负荷聚合商的市场补偿
Figure BDA0002765021340000101
电动汽车负荷聚合商与可再生能源发电商交易时，此时风力发电与光伏发电的比例为3：1，网损为0.03。风光发电成本及售电价格为当天的均值，上网电价占销售电价的比例为0.7，电动汽车负荷聚合商与可再生能源发电商的交易情况见表4：
表4可再生能源发电商交易
Figure BDA0002765021340000102
调峰辅助服务市场实施交易的时段为0：45-7：00与12：45-16：00这两个时段共40个时点，交易每15分钟进行一次，考虑到电动汽车负荷聚合商在当前规模下聚合到的电量数量还不够参与全时段的调峰辅助服务市场，负荷聚合商固定在第19-22这四个时点参与调峰辅助服务市场，调峰辅助服务市场交易情况如表5所示：
表5调峰辅助服务市场交易
Figure BDA0002765021340000111
负荷聚合商售电给电动汽车用户时，其充电费用一共由两部分组成，即充电电费与充电服务费，在不同时点，电动汽车的充电费用有些许不同，分时段充电费用如表6所示，此时聚合商与电动汽车用户的交易情况如表7所示：
表6分时段充电费用
Figure BDA0002765021340000112
表7聚合商与电动汽车用户交易情况
Figure BDA0002765021340000113
结合上述负荷聚合商与各主体之间的交易情况，对有、无聚合商参与电力市场交易的各主体成本收入进行计算，可得到表8所示的成本收入对比表：
表8各主体成本收入对比
Figure BDA0002765021340000121
可以看出，根据本发明提出的一种电动汽车聚合交易价值评估方法对负荷聚合商进行市场交易的各主体成本收益进行分析，结果显示市场中的各主体获得了增量收益，其中电网在六月份的增量收益为17330.8元，可再生能源发电商的增量收益为11307.18元，调峰辅助服务市场的增量收益为7626.79元，负荷聚合商在六月份的收益为199285.25元。总的来说电动汽车负荷聚合商参与市场交易有利于多方受益，该行业本身也十分具有发展前景。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、基于电动汽车聚合商视角，分析聚合体系内多主体价值交换关系，采集相关数据；
步骤2、基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、可再生能源发电商、辅助服务市场、电动汽车用户的主体进行电力市场交易时各主体的成本、收入；
步骤3、根据聚合模式下多主体价值获取路径对有、无聚合商参与电力市场交易的各主体收益进行对比，进而对电动汽车负荷聚合商参与市场交易价值评估。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：所述步骤1所采集的数据包括：电动汽车每天的总用电量、负荷聚合商从电网、可再生能源发电商、辅助服务市场处的购电量，网损率，电网上网电价，销售电价，调度消减量，调度消减市场补偿系数、现货市场价格，有负荷聚合时光伏、风能提升的能源消纳系数，风、光发电量，风、光售电量，风、光发电成本，风、光售电价格，调峰出清价格，电动汽车用户充电量、充电服务费、充电电费。
3.根据权利要求1所述的一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：
(1)基于步骤1的采集数据，分析聚合模式下多主体价值获取路径，测算电动汽车聚合商与电网、进行电力市场交易时双方的成本、收入；
(2)测算可再生能源发电商与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入；
(3)测算电动汽车用户与电动汽车聚合商进行电力市场交易时双方的成本、收入。
4.根据权利要求3所述的一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：所述步骤2第(1)步的具体步骤包括：
①计算负荷聚合商参与电量市场，电网的收入：
Figure FDA0002765021330000021
②计算负荷聚合商参与电量市场，电网的费用：
Figure FDA0002765021330000022
其中，在负荷聚合商组织电动汽车用户参与电量市场交易之后，起到削峰填谷的作用，降低大约8％的市场费用，减少电网投资运行成本，提高电网安全稳定性；
③计算负荷聚合商的收入：
Figure FDA0002765021330000023
④计算负荷聚合商的费用：
式中，I1为电网售电收入，Qp,d、Pp,d分别为第d天的聚合商与电网的交易量和费用，D为总天数；C1为电网从发电厂购电的成本，Pd表示上网电价，Q'd,P为第d天供给给聚合商所需电量时的上网电量，因要考虑网损的因素，ω表示网损率，故
Figure FDA0002765021330000024
λbc为补偿系数，Psi为现货市场价格，Qi为某种负荷水平的调度消减量。
5.根据权利要求3所述的一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：所述步骤2第(2)步的具体步骤包括：
①计算可再生能源发电商的收入：
提高新能源消纳：
Figure FDA0002765021330000031
②计算售电收入：
Figure FDA0002765021330000032
③计算聚合商与可再生能源发电商交易，可再生能源发电商的发电成本：
Figure FDA0002765021330000033
式中，I2为提高可再生能源消纳获得的收入，I'2为可再生能源发电商的售电收入，R为发电新能源的种类；C2为可再生能源发电商的发电总成本，Pt,r为第r种新能源在t时刻的发电成本，αt,rQt,r为第r种新能源在t时刻被消纳的量；其中0≤αt,r≤1，Qt,r表示t时刻所需要的第r种新能源的电量，pt,r为第r种新能源在t时刻的电价。
6.根据权利要求3所述的一种基于电力交易平台的电动汽车聚合交易价值评估方法，其特征在于：所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：
①计算电动汽车充电电费及服务费：
Figure FDA0002765021330000034
pc(t)＝pe(t)+pw
②计算聚合商(售电公司)与电动汽车用户交易的费用：
C3＝Cy+Cq+Cg
Cg＝Cgrid+CNE+Cservice
式中：I3为聚合商收入；Pm,i(t)为t时段电动汽车的充电功率，pc(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电费用；pe(t)为t时段聚合商制定的电动汽车充电电费，pw为电动汽车充电服务费；C3为聚合商服务成本；Cg为购电成本；Cy为充电桩运维成本；Cq为其它成本；Cgrid为从电网处购电的费用，CNE为从新能源发电商处购电的费用，Cservice为从辅助服务市场购电的费用。
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