CN115879676A - 一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置 - Google Patents

一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置 Download PDF

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CN115879676A CN202111130938.1A CN202111130938A CN115879676A CN 115879676 A CN115879676 A CN 115879676A CN 202111130938 A CN202111130938 A CN 202111130938A CN 115879676 A CN115879676 A CN 115879676A
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董昱
严亚勤
冷习武
穆永铮
田家英
焦建林
董宁
韩盟
宫成
李香龙
周全
毛锐
文旭
樊东
罗保松
何蕾
包铁
刘杨
刘闯
邢健
肖望
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State Grid Corp of China SGCC
Beijing Kedong Electric Power Control System Co Ltd
North China Grid Co Ltd
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North China Grid Co Ltd
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Southwest Branch of State Grid Corp
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Abstract

本发明公开了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置，其方法包括：获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件，并基于预构建的冷库温度变化模型获取调控计划；基于调控计划获取冷库在交易日的用电费用和冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用；基于用电费用和补贴费用获取冷库参与电力辅助服务市场的总收益；以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解；本发明能够对冷链参与电力辅助市场满足可行性、安全性、效率性及可靠性的前提下，通过对预构建的冷库温度变化模型的分析，建立用电收益最大为目标函数，并求解得到制冷设备运行计划，解决了冷链参与电力辅助服务市场的调度管理问题。

Description

一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置
技术领域
本发明涉及一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置，属于电力市场技术领域。
背景技术
近些年，随着我国风电光伏等新能源近些年的快速发展，电力系统正在逐步向源荷互动、大规模新能源消纳等方向发展。而由于新能源有波动性、间歇性等特点，这就使新能源的大规模并网有很大难度。为了满足可再生能源的大规模并网，电网对调峰等辅助服务有巨大需求。另外，随着近些年负荷侧设备发展迅速，分布式电源、电动汽车、冷链等负荷侧可控资源为电网调峰等辅助服务提供了新的解决方案。而冷链作为负荷侧资源的一种，它具有负荷随机、耗电量大、日耗能稳定等特点。全国冷链规模仍在不断攀升，这就无疑更加剧了城市用电紧张，随机产生的巨大负荷已然成为了电网的负担。这就亟需一种方法能够解决冷链大负荷的调度管理问题，为此，本申请提出了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置，能够在保证用户利益的前提下，既能满足用户对冷库的工作条件的要求，同时也能够按照电网的电力辅助服务市场要求进行调度管理，从而减小冷链负荷对电网的冲击。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，包括：
获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件，并输入预构建的冷库温度变化模型获取调控计划；
基于调控计划获取冷库在交易日的用电费用和冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用；
基于用电费用和补贴费用获取冷库参与电力辅助服务市场的总收益；
以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解；
可选的，所述获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件包括：获取当前的环境温度、冷库目标温度、冷库初始温度以及货品贮藏量；
可选的，所述调控计划包括制冷设备运行时段以及对应的制冷设备运行功率；
可选的，所述预构建的冷库温度变化模型为：
T＝T0-k(2αt-1)(Toutdoor)bmdtxt
其中，T为冷库实时温度，T0为冷库初始温度，Toutdoor为环境温度，m为货品贮藏量，t为制冷设备运行时段，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0，k、b、d分别为冷库温度变化模型的模型系数；
T为冷库实时温度满足约束条件：
Tmin≤T≤Tmax
其中，Tmin和Tmax分别为预设的冷库最低温度和冷库最高温度；
t时段制冷设备运行功率xt满足约束条件：
0≤xt≤Pmax
其中，Pmax为制冷设备运行的最大功率。
可选的，所述模型系数k、b、d的求解包括：
获取冷库运行的历史数据，并将历史数据输入matlab拟合工具箱计算得到模型系数k、b、d的值；
其中，所述历史数据包括冷库实际温度、冷库初始温度、环境温度、货品贮藏量、制冷设备运行时段以及对应的制冷设备运行功率。
可选的，所述冷库在交易日的用电费量为：
Figure BDA0003280458840000031
其中，C1为冷库在交易日的用电费量，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，βt为在t时段的电价，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
可选的，所述冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用为：
Figure BDA0003280458840000032
其中，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，xt为t时段制冷设备运行功率，Xt为t时段预设的基线核准功率，γ为冷库参与电力辅助服务市场的补贴价格，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
可选的，所述冷库参与电力辅助服务市场的总收益为：
C＝λC2-(1-λ)C1
其中，C表示冷库参与电力辅助服务市场的总收益，C1为冷库在交易日的用电费量，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，λ为预设的权重比例系数。
可选的，所述以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解包括：采用混合整数规划算法计算得到冷库参与电力辅助服务市场的总收益在当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件下的最大值时的调控计划最优解。
第二方面，本发明提供了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法及装置，在冷链参与电力辅助服务市场满足可行性、安全性、效率性及可靠性的前提下，通过对预构建的冷库温度变化模型的分析，建立当前的工作条件、调控计划以及总收益之间的联系，从而求解得到在当前的工作条件下的最大化总收益，以及制冷设备最优调控计划；本发明解决了冷链参与电力辅助服务市场的调控问题，能够在保证用户利益的前提下，既能满足用户对冷库的工作条件的要求，同时也能够按照电网的电力辅助服务市场要求进行调度管理，从而减小冷链负荷对电网的冲击，进一步促进对可再生能源的消纳，为可再生能源的大规模并网提供助力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。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发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，包括以下步骤：
步骤1、获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件，并基于预构建的冷库温度变化模型获取调控计划；
在本实施例中，预构建的冷库温度变化模型为：
T＝T0-k(2αt-1)(Toutdoor)bmdtxt
其中，T为冷库实时温度，T0为冷库初始温度，Toutdoor为环境温度，m为货品贮藏量，t为制冷设备运行时段，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0，k、b、d分别为冷库温度变化模型的模型系数；
T为冷库实时温度满足约束条件：
Tmin≤T≤Tmax
其中，Tmin和Tmax分别为预设的冷库最低温度和冷库最高温度；
t时段制冷设备运行功率xt满足约束条件：
0≤xt≤Pmax
其中，Pmax为制冷设备运行的最大功率。
模型系数k、b、d的求解包括：
获取冷库运行的历史数据，并将历史数据输入matlab拟合工具箱计算得到模型系数k、b、d的值；
其中，历史数据包括冷库实际温度、冷库初始温度、环境温度、货品贮藏量、制冷设备运行时段以及对应的制冷设备运行功率。
当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件设置为当前的环境温度、冷库目标温度、冷库初始温度以及货品贮藏量，将上述工作条件带入冷库温度变化模型就可以得到两个未知数制冷设备运行时段t(t时段制冷设备开停机状态αt)和t时段制冷设备运行功率xt，并将制冷设备运行时段t和t时段制冷设备运行功率xt作为调控计划。
步骤2、基于调控计划获取冷库在交易日的用电费用和冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用；
在本实施例中，求解为：
可选的，冷库在交易日的用电费量为：
Figure BDA0003280458840000061
其中，C1为冷库在交易日的用电费量，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，βt为在t时段的电价，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
可选的，冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用为：
Figure BDA0003280458840000062
其中，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，xt为t时段制冷设备运行功率，Xt为t时段预设的基线核准功率，γ为冷库参与电力辅助服务市场的补贴价格，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
一般一天分为96个时段，即N＝96；每个时段15min，时段t一般就是1、2、3、4、----、95、96。
步骤3、基于用电费用和补贴费用获取冷库参与电力辅助服务市场的总收益；
在本实施例中，求解为：
冷库参与电力辅助服务市场的总收益为：
C＝λC2-(1-λ)C1
其中，C表示冷库参与电力辅助服务市场的总收益，C1为冷库在交易日的用电费量，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，λ为预设的权重比例系数。
步骤4、以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解；
在本实施例中，采用混合整数规划算法计算得到冷库参与电力辅助服务市场的总收益C在当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件下的最大值时的调控计划(制冷设备运行时段t(t时段制冷设备开停机状态αt)和t时段制冷设备运行功率xt)的最优解。
实施例二：
本实施例提供了一种冷链参与电力辅助服务市场的调控装置，包括处理器及存储介质；
存储介质用于存储指令；
处理器用于根据指令进行操作以执行根据实施例一中冷链参与电力辅助服务市场的调控方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，包括：
获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件，并输入预构建的冷库温度变化模型获取调控计划；
基于调控计划获取冷库在交易日的用电费用和冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用；
基于用电费用和补贴费用获取冷库参与电力辅助服务市场的总收益；
以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解。
2.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述获取当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件包括：获取当前的环境温度、冷库目标温度、冷库初始温度以及货品贮藏量。
3.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述调控计划包括制冷设备运行时段以及对应的制冷设备运行功率。
4.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述预构建的冷库温度变化模型为：
T＝T0-k(2αt-1)(Toutdoor)bmdtxt
其中，T为冷库实时温度，T0为冷库初始温度，Toutdoor为环境温度，m为货品贮藏量，t为制冷设备运行时段，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0，k、b、d分别为冷库温度变化模型的模型系数；
T为冷库实时温度满足约束条件：
Tmin≤T≤Tmax
其中，Tmin和Tmax分别为预设的冷库最低温度和冷库最高温度；
t时段制冷设备运行功率xt满足约束条件：
0≤xt≤Pmax
其中，Pmax为制冷设备运行的最大功率。
5.根据权利要求4所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述模型系数k、b、d的求解包括：
获取冷库运行的历史数据，并将历史数据输入matlab拟合工具箱计算得到模型系数k、b、d的值；
其中，所述历史数据包括冷库实际温度、冷库初始温度、环境温度、货品贮藏量、制冷设备运行时段以及对应的制冷设备运行功率。
6.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述冷库在交易日的用电费量为：
Figure FDA0003280458830000021
其中，C1为冷库在交易日的用电费量，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，βt为在t时段的电价，xt为t时段制冷设备运行功率，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
7.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用为：
Figure FDA0003280458830000022
其中，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，t为制冷设备运行时段，N为时段总数，xt为t时段制冷设备运行功率，Xt为t时段预设的基线核准功率，γ为冷库参与电力辅助服务市场的补贴价格，αt为t时段制冷设备开停机状态，制冷设备开机时，αt＝1，制冷设备停机时，αt＝0。
8.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述冷库参与电力辅助服务市场的总收益为：
C＝λC2-(1-λ)C1
其中，C表示冷库参与电力辅助服务市场的总收益，C1为冷库在交易日的用电费量，C2为冷库参与电力辅助服务市场的补贴费用，λ为预设的权重比例系数。
9.根据权利要求1所述的一种冷链参与电力辅助服务市场的调控方法，其特征在于，所述以获取总收益最大值为优化目标，计算得到调控计划的最优解包括：采用混合整数规划算法计算得到冷库参与电力辅助服务市场的总收益在当前的冷库参与电力辅助服务市场的工作条件下的最大值时的调控计划最优解。
10.一种冷链参与电力辅助服务市场的调控装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
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CN116629728A (zh) * 2023-04-10 2023-08-22 江苏福思克环境科技有限公司 一种基于光伏和风力一体供电的冷库运行管理系统

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