基于混合博弈的共享储能配置方法、装置、设备及介质与流程

    专利查询2025-06-08  60


    本发明涉及储能配置,尤其涉及一种基于混合博弈的共享储能配置方法、装置、设备及介质。


    背景技术:

    1、在新型电力系统建设背景下,风电、光伏等可再生新能源发电技术迅速发展,装机容量逐年增大。共享储能的运营模式是指一个储能服务多个电力用户,并不局限于自建自用的单一形式。

    2、目前已有学者针对共享储能的商业模式展开研究。现有技术中,有学者以社区综合能源系统为研究对象,提出了包含共享储能、热电联供以及光伏电源等设备的用户协同优化模型;此外,还有学者建立了一种以共享储能运营商为领导者、风电场为跟从者的考虑储能参与调频的共享储能主从博弈分布鲁棒定价模型。

    3、然而,在上述现有的方法中,共享储能的容量是预先确定的,在实际运行时,共享储能配置的容量无法与新能源场站的需求量契合,配置容量过高会导致储能资源浪费,配置容量过低会导致新能源场站利益受损。因此,亟须提出一种同时考虑共享储能规划和运行的储能配置方法。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种基于混合博弈的新能源场站集群共享储能配置方法,所述方法通过构建主从博弈模型,并根据所述主从博弈模型进行循环博弈计算,从而得到最终的储能调用计划,以确保储能配置的合理分配,有效保障了新能源场站集群合作联盟的稳定性。

    2、本发明一实施例提供了一种基于混合博弈的共享储能配置方法,包括:

    3、获取储能电站的固定成本数据、储能电站的性能数据、储能电站的服务单价数据、新能源场站集群共享电量上限、新能源场站负荷预测数据以及新能源场站集群弃电惩罚成本;

    4、根据获取到的数据,构建储能系统功率约束、储能系统容量约束、储能服务单位费用约束、储能充放电约束、储能容量约束、新能源出力约束、能量共享约束以及功率平衡约束;

    5、根据获取到的数据,以储能服务电价、储能配置容量和储能配置功率为决策变量,构建主从博弈模型中的上层共享储能电站模型;并根据获取到的数据,以新能源场站集群的总成本最小为目标,构建主从博弈模型中的下层新能源场站集群模型;

    6、在所构建的约束下,对所述主从博弈模型循环进行博弈计算,直至达到博弈均衡,输出最终的储能调用计划;其中,所述储能调用计划包括共享储能电站的储能服务电价、共享储能电站的额定充放电功率、储能电站的额定容量以及各新能源场站储能时的充放电功率;

    7、根据所述储能调用计划,对储能电站以及新能源场站集群进行调整。

    8、进一步地,所述根据获取到的数据,在所构建的约束下,对所述主从博弈模型循环进行博弈计算,直至达到博弈均衡,得到最终的储能调用计划,包括:

    9、当所述上层共享储能电站模型为首次进行博弈计算时,在所述储能系统功率约束、所述储能系统容量约束以及所述储能服务单位费用约束下,初始化决策变量,并将初始化后的决策变量传递至所述下层新能源场站集群模型;

    10、当所述上层共享储能电站模型不为首次进行博弈计算时,根据所述下层共享储能电站前一次博弈计算后更新得到的各新能源场站储能时的充放电功率、所述成本数据、所述性能数据以及所述服务单价数据,对所述上层共享储能电站模型进行求解,得到更新后的决策变量,并判断本次博弈计算更新前的决策变量与更新后的决策变量的差值是否均分别小于对应的预设阈值,

    11、若是,停止博弈计算,输出最终的储能调用计划,

    12、若否,将所述更新后的决策变量传递至所述下层共享储能电站;

    13、根据所述上层共享储能电站模型传递的决策变量、所述性能数据、所述新能源场站集群共享电量上限、所述新能源场站负荷预测数据以及所述新能源场站集群弃电惩罚成本,在所述储能充放电约束、所述储能容量约束、所述新能源出力约束、所述能量共享约束以及所述功率平衡约束下,对所述下层共享储能电站模型进行求解,得到更新后的各新能源场站储能时的充放电功率,并将所述更新后的各新能源场站储能时的充放电功率传递至更新后的各新能源场站储能时的充放电功率。

    14、进一步地,所述上层共享储能电站模型,包括:

    15、crevenue=cservice-cinvestor;

    16、

    17、com,f=cfpcon;

    18、式中,crevenue表示共享储能收益;cservice表示储能电站向新能源场站收取的储能服务费用;cinvestor表示共享储能投资成本;ci,service表示新能源场站i使用储能服务的储能服务电价;pi,ch,t表示新能源场站i储能时的充电功率;pi,dis,t表示新能源场站i储能时的放电功率;n表示规划期的年限;r表示贴现率,α表示储能成本下降比例;crep表示储能系统的运行维护成本;com表示储能系统的运行维护成本;cinv表示储能系统的初始投资成本;com,v表示可变运维成本;com,f表示固定运维成本;cp表示储能系统单位功率成本;ce表示储能系统单位容量成本;pcon表示规划配置的储能配置容量;econ表示规划配置的储能配置功率;tlife表示储能寿命周期;k表示更换次数;cf表示储能系统的单位功率固定运维成本;cv表示储能系统的单位功率实时运维成本;pch,t表示储能的总充电功率;pdis,t表示储能的总放电功率。

    19、进一步地,所述下层共享储能电站模型,包括:

    20、

    21、其中,cnew表示新能源场站集群的总成本;ci,new表示新能源场站i的成本;ci,service表示新能源场站i使用储能服务的储能服务电价;ci,dispatch表示新能源场站配储后的运行成本;ci,ab表示新能源场站的弃风弃光成本;pi,new,t表示新能源场站的实际出力;pi,new,pre,t表示新能源场站预测出力;cpun表示新能源场站集群弃电惩罚成本。

    22、进一步地,所述储能充放电功率约束,包括:

    23、

    24、0≤pch,t≤upcon;

    25、0≤pdis,t≤(1-u)pcon;

    26、其中,pch,grid,t表示储能与外部电网交互的充电功率,u表示充放电状态,1表示充电,0表示放电;pdis,grid,t表示储能与外部电网交互的放电功率,u表示充放电状态,1表示充电,0表示放电;pch,t表示储能的总充电功率;pdis,t表示储能的总放电功率;pi,ch,t表示新能源场站i储能时的充电功率;pi,dis,t表示新能源场站i储能时的放电功率;pcon表示规划配置的储能配置容量。

    27、进一步地,所述储能容量约束,包括:

    28、

    29、0≤et≤econ;

    30、e0=et;

    31、其中,et表示储能在t时刻储能容量,et表示储能在最终时刻的储能容量,e0表示储能在初始时刻的储能容量,0≤t≤t;ηch表示储能充电效率;ηdis表示储能放电效率;pdis,t表示储能的总放电功率;pch,t表示储能的总充电功率;econ表示规划配置的储能配置功率。

    32、进一步地,所述能量共享约束,包括:

    33、0≤pi-j,share,t≤spshare,max;

    34、0≤pj-i,share,t≤(1-s)pshare,max;

    35、其中,pshare,max表示新能源场站集群共享电量的上限;pj-i,share,t表示新能源场站j向新能源场站i供能,pi-j,share,t表示新能源场站i向新能源场站j供能,s表示交互电量的状态,1表示i向j供能,0表示j向i供能。

    36、本发明一实施例还提供了一种基于混合博弈的共享储能配置装置,包括:数据获取模块、约束构建模块、主从博弈模型构建模块、储能调用计划输出模块以及调整模块;

    37、所述数据获取模块,用于获取储能电站的固定成本数据、储能电站的性能数据、储能电站的服务单价数据、新能源场站集群共享电量上限、新能源场站负荷预测数据以及新能源场站集群弃电惩罚成本;

    38、所述约束构建模块,用于根据获取到的数据,构建储能系统功率约束、储能系统容量约束、储能服务单位费用约束、储能充放电约束、储能容量约束、新能源出力约束、能量共享约束以及功率平衡约束;

    39、所述主从博弈模型构建模块,用于根据获取到的数据,以储能服务电价、储能配置容量和储能配置功率为决策变量,构建主从博弈模型中的上层共享储能电站模型;并根据获取到的数据,以新能源场站集群的总成本最小为目标,构建主从博弈模型中的下层新能源场站集群模型;

    40、所述储能调用计划输出模块,用于在所构建的约束下,对所述主从博弈模型循环进行博弈计算,直至达到博弈均衡,输出最终的储能调用计划;其中,所述储能调用计划包括共享储能电站的储能服务电价、共享储能电站的额定充放电功率、储能电站的额定容量以及各新能源场站储能时的充放电功率;

    41、所述调整模块,用于根据所述储能调用计划,对储能电站以及新能源场站集群进行调整。

    42、本技术还提供一种终端设备,包括:

    43、一个或多个处理器;

    44、存储器,与所述处理器耦接,用于存储一个或多个程序;

    45、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如上述发明实施例所述的基于混合博弈的共享储能配置方法。

    46、本技术还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述发明实施例所述的基于混合博弈的共享储能配置方法。

    47、通过实施本发明具有如下有益效果:

    48、本发明提供了一种基于混合博弈的新能源场站集群共享储能配置方法,所述方法首先获取与共享储能电站以及新能源场站集群相关的基础数据,然后构建若干约束,从而保证后续在求解模型时得到的结果不会超出;

    49、其次,以储能服务电价、储能配置容量和储能配置功率为决策变量、构建了主从博弈模型的上层共享储能电站模型,并以新能源场站集群的总成本最小为目标、构建主从博弈模型的下层新能源场站集群模型,由此,构建的主从博弈模型同时将共享储能系统的配置信息以及共享储能收益作为模型的决策变量,从而在后续求解模型时,能实现储能的动态定价与容量配置;

    50、最后,基于构建的约束对所述主从博弈模型进行求解,得到最终的储能调用计划,并根据所述储能调用计划,对共享储能电站以及新能源场站集群进行调整,至此,实现了储能配置的合理分配,有效保障了新能源场站集群合作联盟的稳定性。


    技术特征:

    1.一种基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述根据获取到的数据,在所构建的约束下,对所述主从博弈模型循环进行博弈计算,直至达到博弈均衡,得到最终的储能调用计划,包括:

    3.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述上层共享储能电站模型,包括:

    4.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述下层共享储能电站模型,包括:

    5.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述储能充放电功率约束,包括:

    6.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述储能容量约束,包括:

    7.如权利要求1所述的基于混合博弈的共享储能配置方法,其特征在于,所述能量共享约束,包括:

    8.一种基于混合博弈的共享储能配置装置,其特征在于,包括:数据获取模块、约束构建模块、主从博弈模型构建模块、储能调用计划输出模块以及调整模块;

    9.一种设备,其特征在于,包括:

    10.一种介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于混合博弈的共享储能配置。


    技术总结
    本发明公开了一种基于混合博弈的共享储能配置方法、装置、设备及介质,所述方法首先获取与共享储能电站以及新能源场站集群相关的基础数据,然后构建若干约束;以储能服务电价、储能配置容量和储能配置功率为决策变量、构建了主从博弈模型的上层共享储能电站模型,并以新能源场站集群的总成本最小为目标、构建主从博弈模型的下层新能源场站集群模型;最后,基于构建的约束对所述主从博弈模型进行求解,得到最终的储能调用计划,并根据所述储能调用计划,对共享储能电站以及新能源场站集群进行调整;由此实现了储能配置的合理分配,有效保障了新能源场站集群合作联盟的稳定性。

    技术研发人员:周姝灿,吴伟杰,左婧,蔡煜,龚贤夫,孙宇军,张伊宁,苏向阳,李逸欣,郑昕,董家读,李作红,呼士召,陈艺丹,张兆丰
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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