CN114358402A - 一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统，方法包括：建立蓄电池组的容量使用权约束模型、蓄电池组的功率使用权约束模型、蓄电池约束模型和共享储能系统的运行约束模型，建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数，以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池约束模型以及共享储能系统运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建共享储能规划模型；以共享储能规划模型的最优解，作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。本发明通过共享储能电站实现多个储能需求用户间的电能流通，提升新能源的消纳率，提升用户的经济性，实现多个储能需求用户间的互利共赢。

Description

一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统

技术领域

本发明涉及共享储能规划和配置技术领域，更具体地，涉及一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统。

背景技术

新型电力系统中的“双高”“双峰”现象愈发明显，源荷双端不确定性显著增强，传统“源随荷动”的电力平衡调节手段已难以应对高比例新能源接入。储能作为灵活可控的调节资源，可在较大程度上降低源荷不确定性，对改善新能源出力特性、提高新型电力系统稳定性、促进新能源送出和消纳等具有重要作用。然而，储能仍然成本偏高且利用率较低，限制了储能大规模应用和推广，同时国家尚未出台相关电价政策，储能的交易运营由于其场景及功能多样而未能形成统一、协调的模式，使得储能运营商难以有效的回收成本。

共享思维应用于储能领域，衍生出“共享储能”的新模式。共享储能通过不同储能需求用户在时间上的互补性，以提高储能资源利用率，并能够等效降低储能成本和运行成本，获得了研究人员的关注。

现有技术中，共享储能优化配置，主要考虑不同主体之间的利益及资源匹配等，并采用博弈方法进行优化求解，获得最优的共享储能配置。现有技术1 (CN112398164A)“含共享储能系统的微能源网群优化运行及成本分配方法”基于系统架构和运行模型，考虑运行约束条件，以微能源网群的总用能成本最低为目标，建立含共享储能系统的微能源网群日前优化运行模型；基于微能源网群日前优化运行模型及总用能成本，基于多人合作博弈的微能源网多主体成本分配方法，分别采用最小核心法和夏普利值法，对各微能源网的用能成本进行重新分配，现有技术1提高了共享储能系统的利用效率，实现了微能源网之间的P2P交易，促进了分布式可再生能源的消纳，降低了系统用能成本，保证了成本分配的科学性与合理性。现有技术2(CN113488995A)“基于储能成本的共享储能容量优化配置方法和装置”，基于用户侧能量系统运行模型构建用户侧收益-成本的分式结构目标函数模型；基于用户侧收益-成本的分式结构目标函数模型确定最优的共享储能的额定容量和额定成本；其中，用户侧收益-成本的分式结构目标函数模型是通过构建分子为共享储能的运行收益，分母为共享储能的投资成本的比例模型形成的。现有技术2通过考虑储能成本确定共享储能容量配置，有助于对共享储能的高效率利用，实现共享储能的充分利用。现有技术3(CN113361875A)“计及需求侧响应和共享储能的多微电网综合能源系统优化调度方法”，将共享储能系统加入到含电能交互的多微电网综合能源系统中，构成含共享储能和电力交互的多微电网综合能源系统模型；在含共享储能和电力交互的多微电网综合能源系统模型上加入微电网内用户的自主响应行为，考虑用户侧自主响应行为对含共享储能和电力交互的多微电网综合能源系统模型带来的影响；提出基于主从-合作博弈的两阶段优化模型，对整个优化过程及共享储能装置最佳容量进行求解，对联盟微电网贡献度的利润进行分配。本发明在含共享储能和电能交互的多微电网综合能源系统模型中加入了用户需求侧响应，起到削峰填谷、节约微电网与用户成本的效果；实现微电网与用户之间的双赢。现有技术4(CN110912166A)“一种多用户共享储能模式的储能容量配置方法”，根据储能系统成本模型构建多用户单储能模型，并以多用户单储能模型最小化为目标函数；构建多用户单储能模型的约束条件；求解目标函数，获得共享储能配置容量、共享储能装置在各时刻的充电功率、共享储能装置在各时刻的放电功率；根据共享储能实际容量与配置容量的差值，共享储能向电网进行充放电。现有技术 5提供的一种多用户共享储能模式的储能容量配置方法，实现对电网峰谷调节和电价套利的功能。以现有技术1至4为代表，共享储能的优化配置得到一定的改善，共享储能电站内部细分为多组蓄电池组，利用各个独立的蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，通过各个蓄电池组的开关投切来切换其所连接的储能需求用户；同时储能电站内含调控中心，由调控中心根据各个储能需求用户需求用户在每个时段的需求，向储能需求用户提供相应服务。随着共享储能的应用推广，越来越多的储能需求用户接入共享储能系统，不同的储能需求用户对储能的需求存在显著的差异化，以现有技术1至4为代表的储能控制策略均未涉及对用户储能需求的差异化进行满足，无法最大程度保证用户的利益，也不能给储能电站带来更高的经济效益。因此，现有技术5(《电力市场环境下储能使用权出清模型及定价方法》，电网技术.2020,44(05))，针对市场环境下储能的共享使用问题，提出了储能使用权的出清模型及定价方法。设计了功率权和容量权两类交易品种，以满足不同用户对储能的差异化需求。从功率权和容量权的基本特性出发，结合储能的物理约束条件及用户的申报约束条件，以储能的经济价值最大化为目标，建立了储能使用权的统一出清模型。基于最优性原理设计了一套统一出清定价方法，使得各种市场主体同时满足利益最大化的最优性条件，实现了市场的公平性。进一步根据强对偶定理和互补条件分析表明，即使在恶劣市场环境下也能保证各种市场主体利益的非负性,避免其利益受损。现有技术5，依照不同用户对共享储能资源的差异化需求，将共享储能资源分为共享储能容量使用权和共享储能的充放电功率使用权，并由此构建了储能的经济价值最大化的目标函数。该方法虽然保证了用户的需求和利益，然而存在为了同时满足用户的需求，而采用多组蓄电池向用户同时提供充电或放电服务，由于储能系统中存在大量不同电压等级的用户，而且用户往往带有内部多电压等级设备和线路，一旦多组蓄电池向这类用户同时提供充电或者放电服务，那么相当于通过这类用户内部的变压器电磁回路连接而成电磁环网，电磁环网对于电网运行破坏极大；而现有技术中均未在共享储能规划时考虑避免电磁环网的出现，这会给共享储能乃至整个电网的安全可靠运行带来极大隐患，甚至导致系统的瘫痪。

因此，需要研究一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统，既要保证不同储能用户的差异化需求、共享储能的经济效益最大化，还要能够有效避免电磁环网等安全隐患。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种考虑储能使用权的共享储能规划方法及系统，不同用户对储能的差异化需求，设计了共享储能容量使用权和共享储能的充放电功率使用权，依据每个时段内储能需求用户的需求进行储能电量的调控；考虑共享储能容量使用权和电量使用权的特征，且结合电磁环网的限制模型，建立了以共享储能电站经济效益最大的储能规划模型；通过求解目标函数，获得共享储能规划方案。

本发明采用如下的技术方案。

本发明一方面提出一种考虑储能使用权的共享储能规划方法，共享储能电站包括多组相互独立的蓄电池组，多组蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，包括：

步骤1，采集储能需求用户行使容量使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的容量使用权约束模型；其中，蓄电池的容量使用权约束模型，是储能需求用户行使容量使用权时的多维约束条件，包括：蓄电池在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件；

步骤2，采集储能需求用户行使功率使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的功率使用权约束模型；其中，功率使用权约束模型，是储能需求用户行使功率使用权时的多维约束条件，包括：相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件；

步骤3，采集蓄电池与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，建立蓄电池约束模型；其中，蓄电池约束模型包括：蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束；

步骤4，采集共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，建立共享储能系统运行约束模型；其中，共享储能系统运行约束模型包括：共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束；

步骤5，建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数，以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池约束模型以及共享储能系统运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建共享储能规划模型；

步骤6，以共享储能规划模型的最优解，作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

优选地，步骤1中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使容量使用权，以时刻t为开始，以时刻

为结束；相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ的容量，其中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时刻γ的充电功率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时段γ的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

蓄电池的容量限值条件，满足如下关系式：

式中，

Ω_k,min为第k组蓄电池的最小容量，

Ω_k,max为第k组蓄电池的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t至时刻

行使容量使用权时的容量；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在行使容量使用权时的充电功率最大值，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行放电的状态。

优选地，步骤2中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使功率使用权时，以时刻t为开始，以时刻T′为结束，相邻时刻的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的容量，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

Ω′_k,min为第k组蓄电池行使功率使用权时的最小容量，

Ω′_k,max为第k组蓄电池行使功率使用权时的最大容量；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时的最大输出功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行放电的状态。

优选地，步骤3中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的充电状态，其中，z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的放电状态，其中，z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束，满足如下关系式：

式中，

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数。

优选地，当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于充电状态；当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于放电状态；即

和

不同时为1；

当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户未连接。

优选地，步骤4中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，满足如下关系式：

式中，

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

Ω_t-1为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的放电功率，

为第k组蓄电池从时刻t₁到时刻t行使容量使用权的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t₂行使容量使用权的最大容量，

Δt为共享储能电站进行充放电交易的时间间隔，

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数，

n＝1,…,N，N为功率权需求用户总数，

m＝1,…,M，M为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，满足如下关系式：

式中，

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池组的荷电状态，

Ω_min为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最小值，

Ω_max为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最大值，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t′与第m个容量权需求用户之间的容量，

共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，还满足如下关系式：

Ω₀＝Ω_T

式中，Ω₀为共享储能系统的交易初始荷电状态，Ω_T为共享储能系统的交易结束荷电状态；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，从时刻t起，共享储能系统的功率约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的放电功率，

为共享储能电站的最大输出功率；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，从时刻t起，储能需求用户对电量需求的平衡约束满足如下关系式：

式中，

D_z为储能需求用户在时刻t的总需求电量，

为第z个储能需求用户输出至电网的功率，

为第z个储能需求用户从电网输入的功率。

优选地，步骤5中，共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数maxW，满足如下关系式：

max W＝δ₁W₁-δ₂W₂

式中，

W为共享储能的综合效益，

W₁为共享储能的经济效益，

W₂为储能需求用户的收益，

δ₁为共享储能的经济效益权重，取值范围为0-1，

δ₂为储能需求用户的收益权重，取值范围为0-1；

其中，共享储能的经济效益最大的目标函数max W₁，满足如下关系式：

max W₁＝W_e-W_inv-W_om

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

W_inv为共享储能的投资成本，

W_om为共享储能的运行维护成本；

储能需求用户的收益最大的目标函数max W₂，满足如下关系式：

max W₂＝W_bf-W_af

式中，

W_bf为在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用，

W_af为在接入共享储能时储能需求用户的用电费用。

优选地，共享储能的运行效益，满足如下关系式：

式中，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的放电功率，其中，k＝1,…,K，n＝1,…,N，K为蓄电池的总组数，N为功率权需求用户总数，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的充电功率，

为共享储能在时段[t,t′]内容量使用权的租赁费用，其中，t、t′分别为交易时段中的某时刻，

为共享储能在时段[t,t′]内第k组蓄电池与第m个容量权需求用户出售的容量，其中，m＝1,…,M，M为功率权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

优选地，共享储能的投资成本W_inv，满足如下关系式：

式中，

π_P为共享储能装置的单位功率成本，

π_S为共享储能装置的单位容量投资成本，

P_r为共享储能的额定功率，

E_r为共享储能的额定容量，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数，

r为折现率，

L为共享储能电站的寿命周期。

优选地，共享储能的运行维护成本W_om，满足如下关系式：

式中，

π_Y为储能装置的年维护成本，

P_r为共享储能的额定功率，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数。

优选地，在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_bf，满足如下关系式：

式中，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户输出至的功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M 为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

优选地，在接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_af，满足如下关系式：

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户输出至电网功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M 为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

考虑储能使用权的共享储能规划系统，包括：数据采集模块，共享储能规划模块，数据采集模块将采集得到的数据输入至共享储能规划模块中，由共享储能规划模块输出共享储能规划方案。

数据采集模块，用于采集共享储能系统中，行使容量使用权时的充电功率和放电功率，行使功率使用权时的充电功率和放电功率，蓄电池组与储能需求用户的连接关系，各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求；

共享储能规划模块包括：用户差异化约束模块，电磁环网限制模块，共享储能运行约束模块，共享储能多目标模块，上位机；其中，

用户差异化约束模块包括：容量使用权约束单元，功率使用权约束单元；容量使用权约束单元，用于根据储能需求用户在连续时间周期内行使容量使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的容量使用权约束模型；功率使用权约束单元，用于根据储能需求用户在任一时段内行使功率使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的功率使用权约束模型；

蓄电池约束模块，用于根据蓄电池组与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，输出蓄电池组约束模型；

共享储能运行约束模块，用于根据共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，输出共享储能系统的运行约束模型；

共享储能多目标模块，用于根据建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数；

上位机，用于以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池组约束模型以及运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建储能规划模型，并对储能规划模型迭代寻求最优解；

共享储能规划模块，以储能规划模型的最优解作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

优选地，容量使用权约束单元的输出包括：蓄电池组在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

功率使用权约束单元的输出包括：相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

蓄电池组约束模块的输出包括：蓄电池组与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束；

共享储能运行约束模块的输出包括：共享储能系统中蓄电池组的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池组的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的方法和系统，通过储能电站实现多个储能需求用户间的电能流通，提升新能源的消纳率，提升用户的经济性，实现多个储能需求用户间的互利共赢。实现了：

1)在共享模式下，考虑不同用户对共享储能资源的差异化需求，且从共享储能对象出发，即共享储能容量和功率，设计了共享储能容量使用权和共享储能的充放电功率使用权；使得储能电站的调控中心以每个时段内储能需求用户的真实需求，为储能需求用户提供响应迅速、调控到位的服务；

2)在共享储能资源匹配中，考虑电磁环网对共享储能供电的影响，将共享储能电站内部细分为多组蓄电池组，利用各个独立的蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，通过各个蓄电池组的开关投切来切换其所连接的储能需求用户；引入蓄电池与用户连接下的充放电状态约束和联合约束，有效防止电磁环网现象的发生，满足每组蓄电池每次仅允许连接一个储能需求用户，且每组蓄电池不允许同时充/放电；

3)在共享储能优化配置中，考虑了共享储能的充放电功率使用权约束、共享储能的容量使用权约束，以实现储能资源的最优共享交易；

4)考虑共享储能容量使用权和电量使用权的特征，且结合共享储能的物理约束，建立了以共享储能电站经济效益最大的目标函数，可有效保证不同主体的需求和利益，该方法使储能需求用户可随时、随地、按需共享储能资源，可以显著地降低提供储能服务的成本；

5)在共享储能优化配置中，考虑了储能需求用户的收益，可实现共享储能与储能需求用户的双赢。

附图说明

图1是本发明考虑储能使用权的共享储能规划方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

共享储能电站内部细分为多组蓄电池组，利用各个独立的蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，通过各个蓄电池组的开关投切来切换其所连接的储能需求用户。同时储能电站内含调控中心，由调控中心根据各个储能需求用户需求用户在每个时段的需求，向储能需求用户提供相应服务。

为了满足不同用户对储能资源的差异化需求，将储能使用权分为功率使用权 (以下简称功率权)和容量使用权(以下简称容量权)两类。其中，功率权是指储能用户在某个特定时段使用储能进行充电或放电的权利，其充、放电功率是确定的。根据其充放电的状态又可以进一步将功率权细分为充电功率权和放电功率权。储能用户通过行使功率权，可以实现峰谷套利。容量权是指储能用户在某一个连续的时间周期内使用储能进行充电或放电的权利，其充、放电功率可由储能用户根据使用情况灵活确定。用户通过行使容量权，可以灵活应对新能源随机波动性引发的功率不平衡、电能质量等一系列问题，从辅助服务中获利。

用一天的时间段进行说明。储能需求用户行使功率使用权时，其交易时段可以是1或2或3或24h，在某一时刻储能输出用户需求功率，如3h需要10kW，则储能需要输出10kW的功率。若用户需求的功率在连续时间段内，如1-3h或 1-6h，但每一时刻储能输出功率为用户求的功率，如1-3时刻用户需求功率为1kW、 2kW、5kW，则在1-3h，储能分别输出1kW、2kW、5kW的功率。

储能需求用户行使容量权时，其交易时段为1-6或3-8或7-8或11-16等，且在这期间可用的容量为千瓦时。如在1-6小时之内用户需要10kW.h的容量，则共享储能需要保证在1-6h时间之间拥有10kW.h的容量。

本发明一方面提出一种考虑储能使用权的共享储能规划方法，共享储能电站包括多组相互独立的蓄电池组，多组蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，如图1，包括步骤1至6。

步骤1，采集储能需求用户行使容量使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的容量使用权约束模型；其中，蓄电池的容量使用权约束模型，是储能需求用户行使容量使用权时的多维约束条件，包括：蓄电池在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件。

具体地，步骤1中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使容量使用权，以时刻t为开始，以时刻

为结束；

相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

蓄电池的容量限值条件，满足如下关系式：

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

上述式中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ的容量，其中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时刻γ的充电功率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时段γ的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

Ω_k,min为第k组蓄电池的最小容量，

Ω_k,max为第k组蓄电池的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t至时刻

行使容量使用权时的容量；

为第k组蓄电池在行使容量使用权时的充电功率最大值，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行放电的状态。

步骤2，采集储能需求用户行使功率使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的功率使用权约束模型；其中，功率使用权约束模型，是储能需求用户行使功率使用权时的多维约束条件，包括：相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件。

具体地，步骤2中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使功率使用权时，以时刻t为开始，以时刻T′为结束；

相邻时刻的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

上述式中，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的容量，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

Ω′_k,min为第k组蓄电池行使功率使用权时的最小容量，

Ω′_k,max为第k组蓄电池行使功率使用权时的最大容量；

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时的最大输出功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行放电的状态。

本发明优选实施例中，在共享模式下，考虑不同用户对共享储能资源的差异化需求，且从共享储能对象出发，即共享储能容量和功率，设计了共享储能容量使用权和共享储能的充放电功率使用权。

步骤3，采集蓄电池与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，建立蓄电池约束模型；其中，蓄电池约束模型包括：蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束。

具体地，步骤3中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t；蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束满足如下关系式：

蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束满足如下关系式：

蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束，满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的充电状态，其中， z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的放电状态，其中， z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数。

进一步，当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于充电状态；当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于放电状态；即

和

不同时为1；

当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户未连接。

本发明优选实施例中，为了防止电磁环网现象的发生，每组蓄电池每次仅允许连接一个储能需求用户，且每组蓄电池不允许同时充/放电。本申请中，通过建立蓄电池组的约束模型，实现对电磁环网的限制。

在共享储能资源匹配中，考虑电磁环网对共享储能供电的影响，将共享储能电站内部细分为多组蓄电池组，利用各个独立的蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，通过各个蓄电池组的开关投切来切换其所连接的储能需求用户。

步骤4，采集共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，建立共享储能系统运行约束模型；其中，共享储能系统运行约束模型包括：共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束。

具体地，步骤4中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t；

共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，满足如下关系式：

共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，满足如下关系式：

共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，还满足如下关系式：

Ω₀＝Ω_T

共享储能系统的功率约束满足如下关系式：

储能需求用户对电量需求的平衡约束满足如下关系式：

上述式中，

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

Ω_t-1为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的放电功率，

为第k组蓄电池从时刻t₁到时刻t行使容量使用权的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t₂行使容量使用权的最大容量，

Δt为共享储能电站进行充放电交易的时间间隔，

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数，

n＝1,…,N，N为功率权需求用户总数，

m＝1,…,M，M为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段；

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池组的荷电状态，

Ω_min为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最小值，

Ω_max为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最大值，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t′与第m个容量权需求用户之间的容量，

Ω₀为共享储能系统的交易初始荷电状态，Ω_T为共享储能系统的交易结束荷电状态；

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的放电功率，

为共享储能电站的最大输出功率；

D_z为储能需求用户在时刻t的总需求电量，

为第z个储能需求用户输出至电网的功率，

为第z个储能需求用户从电网输入的功率。

在共享储能优化配置中，考虑了共享储能的充放电功率使用权约束、共享储能的容量使用权约束，以实现储能资源的最优共享交易。

步骤5，建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数，以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池约束模型以及共享储能系统运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建共享储能规划模型。

具体地，步骤5中，共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数maxW，满足如下关系式：

maxW＝δ₁W₁-δ₂W₂

式中，

W为共享储能的综合效益，

W₁为共享储能的经济效益，

W₂为储能需求用户的收益，

δ₁为共享储能的经济效益权重，取值范围为0-1，

δ₂为储能需求用户的收益权重，取值范围为0-1；

其中，共享储能的经济效益最大的目标函数max W₁，满足如下关系式：

max W₁＝W_e-W_inv-W_om

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

W_inv为共享储能的投资成本，

W_om为共享储能的运行维护成本；

储能需求用户的收益最大的目标函数max W₂，满足如下关系式：

max W₂＝W_bf-W_af

式中，

W_bf为在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用，

W_af为在接入共享储能时储能需求用户的用电费用。

具体地，共享储能的运行效益，满足如下关系式：

式中，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的放电功率，其中，k＝1,…,K，n＝1,…,N，K为蓄电池的总组数，N为功率权需求用户总数，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的充电功率，

为共享储能在时段[t,t′]内容量使用权的租赁费用，其中，t、t′分别为交易时段中的某时刻，

为共享储能在时段[t,t′]内第k组蓄电池与第m个容量权需求用户出售的容量，其中，m＝1,…,M，M为功率权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

具体地，共享储能的投资成本W_inv，满足如下关系式：

式中，

π_P为共享储能装置的单位功率成本，

π_S为共享储能装置的单位容量投资成本，

P_r为共享储能的额定功率，

E_r为共享储能的额定容量，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数，

r为折现率，

L为共享储能电站的寿命周期。

优选地，共享储能的运行维护成本W_om，满足如下关系式：

式中，

π_Y为储能装置的年维护成本，

P_r为共享储能的额定功率，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数。

具体地，在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_bf，满足如下关系式：

式中，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户输出至的功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M 为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

具体地，在接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_af，满足如下关系式：

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户输出至电网功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M 为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

步骤6，以共享储能规划模型的最优解，作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

具体地，步骤6中，以共享储能规划模型的最优解，作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。在共储能优化配置中，考虑了储能需求用户的收益，可实现共享储能与储能需求用户的双赢。

本发明优选实施例中，采用智能优化算法，包括但不限于PSO算法、拉格朗日乘子法等进行求解，从而获得区域内共享储能配置的最优容量。

本发明另一方面提出一种考虑储能使用权的共享储能规划系统，包括：数据采集模块，共享储能规划模块，数据采集模块将采集得到的数据输入至共享储能规划模块中，由共享储能规划模块输出共享储能规划方案。

数据采集模块，用于采集共享储能系统中，行使容量使用权时的充电功率和放电功率，行使功率使用权时的充电功率和放电功率，蓄电池组与储能需求用户的连接关系，各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求；

共享储能规划模块包括：用户差异化约束模块，电磁环网限制模块，共享储能运行约束模块，共享储能多目标模块，上位机；其中，

用户差异化约束模块包括：容量使用权约束单元，功率使用权约束单元；容量使用权约束单元，用于根据储能需求用户在连续时间周期内行使容量使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的容量使用权约束模型；功率使用权约束单元，用于根据储能需求用户在任一时段内行使功率使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的功率使用权约束模型；

蓄电池约束模块，用于根据蓄电池组与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，输出蓄电池组约束模型；

共享储能运行约束模块，用于根据共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，输出共享储能系统的运行约束模型；

共享储能多目标模块，用于根据建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数；

上位机，用于以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池组约束模型以及运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建储能规划模型，并对储能规划模型迭代寻求最优解；

共享储能规划模块，以储能规划模型的最优解作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

优选地，容量使用权约束单元的输出包括：蓄电池组在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

功率使用权约束单元的输出包括：相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

蓄电池组约束模块的输出包括：蓄电池组与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束；

共享储能运行约束模块的输出包括：共享储能系统中蓄电池组的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池组的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种考虑储能使用权的共享储能规划方法，共享储能电站包括多组相互独立的蓄电池组，多组蓄电池组同时对多个储能需求用户提供储能服务，其特征在于，

所述方法包括：

步骤1，采集储能需求用户行使容量使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的容量使用权约束模型；其中，蓄电池的容量使用权约束模型，是储能需求用户行使容量使用权时的多维约束条件，包括：蓄电池在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件；

步骤2，采集储能需求用户行使功率使用权时的充电功率和放电功率，建立蓄电池的功率使用权约束模型；其中，功率使用权约束模型，是储能需求用户行使功率使用权时的多维约束条件，包括：相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件，蓄电池的容量限值条件，蓄电池的充放电功率限值条件；

步骤3，采集蓄电池与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，建立蓄电池约束模型；其中，蓄电池约束模型包括：蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束；

步骤4，采集共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，建立共享储能系统运行约束模型；其中，共享储能系统运行约束模型包括：共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束；

步骤5，建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数，以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池约束模型以及共享储能系统运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建共享储能规划模型；

步骤6，以共享储能规划模型的最优解，作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

2.根据权利要求1所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤1中，储能需求用户行使容量使用权时，蓄电池组在交易初始和交易结束的容量约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在交易初始的容量，

为第k组蓄电池蓄电池组在交易结束的容量，其中，k＝1,…,K，K为蓄电池组总数。

3.根据权利要求2所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤1中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使容量使用权，以时刻t为开始，以时刻

为结束；相邻时段的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ的容量，其中，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻γ-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时刻γ的充电功率，

为第k组蓄电池行使容量使用权时第m个容量权需求用户在时段γ的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

蓄电池的容量限值条件，满足如下关系式：

式中，

Ω_k,min为第k组蓄电池的最小容量，

Ω_k,max为第k组蓄电池的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t至时刻

行使容量使用权时的容量；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在行使容量使用权时的充电功率最大值，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使容量使用权时在时刻t与第m个储能需求用户进行放电的状态。

4.根据权利要求1所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤2中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，储能需求用户行使功率使用权时，以时刻t为开始，以时刻T′为结束，相邻时刻的蓄电池容量的转移约束条件满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的容量，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t-1的容量，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时第n个功率权需求用户的放电功率，

Δt为蓄电池进行充放电交易的时间间隔；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

Ω′_k,min为第k组蓄电池行使功率使用权时的最小容量，

Ω′_k,max为第k组蓄电池行使功率使用权时的最大容量；

蓄电池的充放电功率限值条件，满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t行使功率使用权时的最大输出功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行充电的状态，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t与第n个功率权需求用户进行放电的状态。

5.根据权利要求1所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤3中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的充电状态约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的充电状态，其中，z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的放电状态约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接时的放电状态，其中，z＝1,…,Z，Z为储能需求用户总数；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，蓄电池与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束，满足如下关系式：

式中，

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数。

6.根据权利要求5所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于充电状态；当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户连接并处于放电状态；即

和

不同时为1；

当

且

时，表示第k组蓄电池在时刻t与第z个储能需求用户未连接。

7.根据权利要求1所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤4中，在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，共享储能系统中蓄电池的荷电状态转移约束，满足如下关系式：

式中，

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

Ω_t-1为在时刻t共享储能系统中蓄电池的荷电状态，

μ_s为蓄电池的自放电率，

μ_c为蓄电池的充电效率，

μ_d为蓄电池的放电效率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池在时刻t与第n个功率权需求用户的放电功率，

为第k组蓄电池从时刻t₁到时刻t行使容量使用权的最大容量，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t₂行使容量使用权的最大容量，

Δt为共享储能电站进行充放电交易的时间间隔，

k＝1,…,K，K为蓄电池的总组数，

n＝1,…,N，N为功率权需求用户总数，

m＝1,…,M，M为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，在时刻t，共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，满足如下关系式：

式中，

Ω_t为在时刻t共享储能系统中蓄电池组的荷电状态，

Ω_min为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最小值，

Ω_max为共享储能系统中蓄电池组的荷电状态的最大值，

为第k组蓄电池从时刻t到时刻t′与第m个容量权需求用户之间的容量，

共享储能系统中蓄电池的荷电状态限值约束，还满足如下关系式：

Ω₀＝Ω_T

式中，Ω₀为共享储能系统的交易初始荷电状态，Ω_T为共享储能系统的交易结束荷电状态；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，从时刻t起，共享储能系统的功率约束满足如下关系式：

式中，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的充电功率，

为第k组蓄电池行使功率使用权时在时刻t的第m个容量权需求用户的放电功率，

为共享储能电站的最大输出功率；

在共享储能与储能需求用户的交易时段T内，从时刻t起，储能需求用户对电量需求的平衡约束满足如下关系式：

式中，

D_z为储能需求用户在时刻t的总需求电量，

为第z个储能需求用户输出至电网的功率，

为第z个储能需求用户从电网输入的功率。

8.根据权利要求1所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

步骤5中，共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数maxW，满足如下关系式：

max W＝δ₁W₁-δ₂W₂

式中，

W为共享储能的综合效益，

W₁为共享储能的经济效益，

W₂为储能需求用户的收益，

δ₁为共享储能的经济效益权重，取值范围为0-1，

δ₂为储能需求用户的收益权重，取值范围为0-1；

其中，共享储能的经济效益最大的目标函数max W₁，满足如下关系式：

max W₁＝W_e-W_inv-W_om

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

W_inv为共享储能的投资成本，

W_om为共享储能的运行维护成本；

储能需求用户的收益最大的目标函数max W₂，满足如下关系式：

max W₂＝W_bf-W_af

式中，

W_bf为在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用，

W_af为在接入共享储能时储能需求用户的用电费用。

9.根据权利要求8所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

共享储能的运行效益，满足如下关系式：

式中，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内的放电功率权的电价，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的放电功率，其中，k＝1,…,K，n＝1,…,N，K为蓄电池的总组数，N为功率权需求用户总数，

为共享储能在时段t内第k组蓄电池与第n个功率权需求用户的充电功率，

为共享储能在时段[t,t′]内容量使用权的租赁费用，其中，t、t′分别为交易时段中的某时刻，

为共享储能在时段[t,t′]内第k组蓄电池与第m个容量权需求用户出售的容量，其中，m＝1,…,M，M为功率权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

10.根据权利要求8所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

共享储能的投资成本W_inv，满足如下关系式：

式中，

π_P为共享储能装置的单位功率成本，

π_S为共享储能装置的单位容量投资成本，

P_r为共享储能的额定功率，

E_r为共享储能的额定容量，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数，

r为折现率，

L为共享储能电站的寿命周期。

11.根据权利要求8所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

共享储能的运行维护成本W_om，满足如下关系式：

式中，

π_Y为储能装置的年维护成本，

P_r为共享储能的额定功率，

K为共享储能中蓄电池组的数量，

R_m为共享储能的年运行天数。

12.根据权利要求8所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

在未接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_bf，满足如下关系式：

式中，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内未接入共享储能时储能需求用户输出至的功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

13.根据权利要求8所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法，其特征在于，

在接入共享储能时储能需求用户的用电费用W_af，满足如下关系式：

式中，

W_e为共享储能的运行效益，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的售电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户与电网之间的用电费用，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户从电网输入的功率，

为在时段t内接入共享储能时储能需求用户输出至电网功率，

Z为储能需求用户的总数量，满足Z＝N+M，N为功率权需求用户总数，M为容量权需求用户总数，

T为共享储能与储能需求用户的交易时段。

14.利用权利要求1至13中任一项所述的考虑储能使用权的共享储能规划方法而实现的考虑储能使用权的共享储能规划系统，所述系统包括：数据采集模块，共享储能规划模块，数据采集模块将采集得到的数据输入至共享储能规划模块中，由共享储能规划模块输出共享储能规划方案，其特征在于，

数据采集模块，用于采集共享储能系统中，行使容量使用权时的充电功率和放电功率，行使功率使用权时的充电功率和放电功率，蓄电池组与储能需求用户的连接关系，各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求；

共享储能规划模块包括：用户差异化约束模块，电磁环网限制模块，共享储能运行约束模块，共享储能多目标模块，上位机；其中，

用户差异化约束模块包括：容量使用权约束单元，功率使用权约束单元；容量使用权约束单元，用于根据储能需求用户在连续时间周期内行使容量使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的容量使用权约束模型；功率使用权约束单元，用于根据储能需求用户在任一时段内行使功率使用权时的充电功率和放电功率，输出蓄电池组的功率使用权约束模型；

蓄电池约束模块，用于根据蓄电池组与储能需求用户的连接关系，以及各组蓄电池与储能需求用户连接时的充放电状态，输出蓄电池组约束模型；

共享储能运行约束模块，用于根据共享储能系统的荷电状态、充放电功率和电量需求，输出共享储能系统的运行约束模型；

共享储能多目标模块，用于根据建立包含共享储能经济效益最大和储能需求用户收益最大的多目标函数；

上位机，用于以容量使用权约束模型、功率使用权约束模型、蓄电池组约束模型以及运行约束模型建立联合约束条件；使用多目标函数和联合约束条件共同构建储能规划模型，并对储能规划模型迭代寻求最优解；

共享储能规划模块，以储能规划模型的最优解作为考虑储能使用权的共享储能规划方案。

15.根据权利要求14所述的考虑储能使用权的共享储能规划系统，其特征在于，

容量使用权约束单元的输出包括：蓄电池组在交易初始和交易结束的容量约束条件，相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

功率使用权约束单元的输出包括：相邻时段的蓄电池组容量的转移约束条件，蓄电池组的容量限值条件，蓄电池组的充放电功率限值条件；

蓄电池组约束模块的输出包括：蓄电池组与储能需求用户的连接时的充电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的放电状态约束，蓄电池组与储能需求用户的连接时的充放电状态联合约束；

共享储能运行约束模块的输出包括：共享储能系统中蓄电池组的荷电状态转移约束，共享储能系统中蓄电池组的荷电状态限值约束，共享储能系统的功率约束，储能需求用户对电量需求的平衡约束。

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