一种针对于储能聚合平台的双层定价方法

技术领域

本发明属于电力系统经济技术领域，尤其涉及一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，具体是一种区分分布式储能装置同聚合平台，聚合平台与电网的定价方法。

背景技术

储能是现代能源系统的重要环节，是智能电网的关键支撑技术之一。可再生能源发电的大规模开发及高比例的并网对电力系统的灵活调节能力提出论更高的要求，从而催生了储能产业的发展。储能系统可广泛应用于电力系统的发、输、配、用各个环节，可以提高电网安全性、可靠性及灵活性，被各方认为具有广阔的发展机遇和应用前景。近年来国内外储能项目数量逐年上升，成本不断下降。仅我国规划、在建和已投运的储能项目就有近百项。然而目前我国储能发展还面临着挑战，一方面储能技术成熟度还有带进一步提升，另一方面缺乏盈利模式。我国对储能发展尚未出台体系化的价格标准和财税等支持政策，而且中国正处于电力工业体制改革的进一步加深环节。对电力市场的研究显得尤为重要。其中特别针对于储能系统对电网的辅助服务的研究更加必要和迫切，而如何实现一种公平，合理，实用的辅助服务付费模型成为了当前市场上的难题。

能源聚合平台是分布式储能服务的运行重要组成部分，起到联结电网，与分布式储能装置的纽带和桥梁作用。其商业运营环境包括电网公司和分布式储能装置。电网公司：电网公司与能源聚合平台进行购售电业务交易。在电网公司售电方面，采用分时电价，根据系统负荷大小的调节自身售电电价。在电网公司购电方面，依据目前的分布式储能上网政策，在一天中其购电价格保持不变。分布式储能装置：分布式储能装置根据分时电价政策，为扩大自身利润，进行调峰调频工作，将在分时电价中的低谷时间段，或负荷低谷时，储存电能，进行储备。在用电高峰，即电价高峰时，售出电能，实现套利。这种方式，作为分布式储能最基本的盈利模式。

目前储能的定价方式大致有以下几种。

第一种是基于均化成本法的储能定价机制。均化能源成本是指储能系统的年成本与储能系统年电能输出量的比值，单位:元/千瓦时，基于均化成本定价法保证储能投资成本的全部回收并保障项目的准许合理利润。这种方式中储能设备的放电电价的定价按照“均化能源成本+合理利润+税金”的方式确定。

第二种是基于辅助服务贡献法的储能定价机制。储能设备凭借其灵活快速的响应能力和调节能力，在提供电力辅助服务方面具备很强的优势，因此，在进行储能设备定价研究时，需要将储能设备参与辅助服务市场的贡献进行计算。在计算辅助服务贡献时，按照储能设备提供调频服务、旋转备用两类辅助服务产品考虑。

第三种是电力市场化交易机制下的储能盈利机制。在电力现货市场模式下，根据基于电力市场的供求关系发布的各个时段的分时电价水平，储能备运营商可以根据不同时段的电价水平确定自己的充放电策略。

现有的三种定价方式因为目前储能项目的初始投资价格过高，按照成本定价法确定出的储能的放电电价远高于燃煤机组的发电电价，需要建立一定的补贴机制。研究指出，可以采用基于辅助服务贡献法的储能电价补助模式，调动储能设施参与辅助服务市场交易的积极性，同时获取相应收益。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，是一种可靠且有效的风储孤网系统的柔性自启动方法。其目的是为了采用这种自启动方法，考虑启动过程中风电机组有功功率的输出特性，实现更有效和可靠的进行风储孤网系统的自启动，为风储孤网系统的自启动提供技术依据和实用方法的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，是针对分布式储能与聚合平台，聚合平台与电网之间的定价方式；第一层由聚合平台集中分散的分布式储能并通过长期合同进行定价，第二层由电网对不同聚合商通过实时电价进行定价；

包括以下步骤：

步骤1.确定分布式储能装置参数；；

步骤2.确定区分分布式储能装值，并进行归类；；

步骤3.分布式储能在电网最低价时储存；

步骤4.建立实时电网价格模型，预测电价趋势，聚合商进行定价；

步骤5.聚合商购买分布式储能一段时间内的调控权利，进行辅助服务；

步骤6.通过辅助调峰服务聚合商与电网进行竞价；

步骤7.通过辅助调频服务聚合商与电网进行竞价；

步骤8.聚合平台根据电网辅助服务，反馈于第一层定价。

进一步的，所述确定分布式储能装置参数是指确定各个不同分布式储能的容量，综合效率、补偿效果和可再生能源利用率，是否能参与调峰，是否能参与调频等关于定价所需要的参数。

进一步的，所述确定区分分布式储能装值，并进行归类是指由于分布式储能种类繁多，且地理位置分散，针对于不同地区，不同容量的分布式储能装置，进行分类，实施电网辅助服务。

进一步的，所述建立实时电网价格模型，预测电价趋势，聚合商进行定价，是指通过对电网实时电费价格的建模，来预测店家的趋势，选取合适的价位；聚合平台以购买分布式储能装置一段时间使用权的形式进行定价购买；包括以下步骤：

步骤(1)对市场售电电价进行描述；

使用模糊隶属度的方式来对市场售电电价进行描述，公式为：

式中：R为售电电价价格，E为电网的售电量，E

步骤(2)确定定价目标函数；

指聚合平台为获取利益满足的函数，公式为：

上式中：

步骤(3)电价约束条件；

电价约束条件是指：

C

式中C

步骤(4)实时电价基准；

实时电价基准是指：

上式中：C

进一步的，所述通过辅助调峰服务聚合商与电网进行竞价，是指电网在需要调峰辅助服务时，与聚合平台签订的分布式储能参与电网调峰服务；公式为：

上式中：C

包括以下步骤：

(1)确定分布式储能装置调峰时长T

(2)确定分布式储能装置出力P

(3)确定调峰单价C

(4)确定调峰系数T

进一步的，所述通过辅助调频服务聚合商与电网进行竞价，是指电网在需要调频辅助服务时，与聚合平台签订的分布式储能参与电网调频服务；

调频服务费用为C

上式中：C

包括以下步骤：

(1)确定调频单价C

(2)确定调频电量Q

(3)确定单位调频合格率D

(4)确定AGC机组调整比P；

P＝P

上式中：P

进一步的，所述调频方式划分为两种：

第一种为：未投入AGC机组；

第二种为：投入AGC机组。

进一步的，所述聚合平台根据电网辅助服务，反馈于第一层定价，满足步骤4中目标函数C≥0，聚合平台与电网实时交易的辅助服务满足∑

进一步的，所述电网预期到自己决定的产量对跟随的聚合平台的影响，在斯塔克尔伯格模型中，设市场需求函数为：

①D＝D(p1+p2)＝a-b(p1+p2)

其中p1和p2分别是电网公司和聚合平台，假设两企业的成本函数相同，都为C＝c

②maxp2[a-b(p1+p2)]-Cp2

上面优化模型中的最优解的p2显然是p1的函数p2＝g(p1)；a为待定系数，b为待定系数，Cp2为p2的成本函数；

在知道聚合平台对任意给定产量的反应后，电网公司的最优产量模型为：

③maxp1[a-b(p1+p2)]-Cp1,s.t.p2＝g(p1)

上式中：在达到纳什均衡s.t.p2＝g(p1)条件下得到最优解。

进一步的，所述辅助服务包括调峰和调频；

所述调峰部分包括以下约束条件：

a.调峰时长；

s.调峰单价；

c.调峰系数；

d.储能装出力；

所述调频部分包括以下四个约束条件：

a.调频电量电价；

b.调频电量；

c.调频合格率；

d.AGC机组调整比。

本发明具有以下有益效果及优点：

本发明一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，是一种风储孤网系统柔性自启动方法，其基本思想是基于时间Petri网络理论，考虑风储系统启动过程中各种运行条件，建立风储孤网系统功率偏差预测模型，并在考虑功率偏差条件下实施功率和电压调节，从而较大的提高了风储孤网系统自启动的可靠性和实用性。

通过分层考虑，首先考虑分布式储能与聚合平台之间的经济关系。由于分布式储能装置的分散性，且容量相差很大，并不方便实时管理，所以定价方式选取长期合同。其次考虑聚合平台与电网之间的经济关系。由于分布式储能对电网的辅助服务大多为实时服务，如调峰调频。由于聚合平台的存在大大减少了分散管理，电网只需要对聚合平台发布辅助服务需求。

本发明采用的双层定价方法，能够有效和可靠的进行储能聚合平台的定价，为储能聚合平台的双层定价提供技术依据和实用方法。

本发明针对于分布式储能聚合平台的定价，还能够有效的提高分布式储能定价效率。传统的定价方法针对于分布式储能装置，定价方式太过复杂，针对于少数分布式储能装置适合。但由于近年来分布式储能大力发展，数量上有明显的增多。本方法可以有效的简化电网对大量储能装置的复杂定价。

本发明方法还具有易于实施的优点。是在原有分布式储能定价的基础上，加入分层定价。把复杂的定价，归位两步。首先聚合平台对分布式储能的定价。其次为电网对聚合平台的定价。第二部的定价是在原有基础上进行的改进，和针对第一层定价的约束。

本发明方法还具有便于商业化开发的优点。随着分布式储能应用的增多，该双层定价方法必然具有较大需求，将具有较好的商业开发前景。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明储能聚合平台的双层定价方法总体流程图；

图2为电网公司对与储能聚合平台提供辅助服务的要求；

图3为储能聚合商对分布式储能长期合同定价的四个步骤；

图4为典型分布式储能调峰示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1-图4描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

本发明是一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，如图1所示，图1为本发明储能聚合平台的双层定价方法总体流程图。

本发明具体是一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，是指针对分布式储能与聚合平台，聚合平台与电网之间的定价方式。第一层由聚合平台集中分散的分布式储能并通过长期合同进行定价，第二层由电网对不同聚合商通过实时电价进行定价。

本发明一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，是针对于分布式储能与运营平台之间和运营平台与电网之间的定价方法。

本发明一种针对于储能聚合平台的双层定价方法包括以下步骤：

步骤1.确定分布式储能装置参数；

所述确定分布式储能装置参数是指确定各个不同分布式储能的容量，综合效率、补偿效果和可再生能源利用率，是否能参与调峰，是否能参与调频等关于定价所需要的参数。

步骤2.确定区分分布式储能装置，并进行归类；

所述确定区分分布式储能装置，并进行归类是指由于分布式储能种类繁多，且地理位置分散，针对于不同地区，不同容量的分布式储能装置，需要分类。以便实施电网辅助服务。

步骤3.分布式储能在电网最低价时储存；

步骤4.建立实时电网价格模型，预测电价趋势，聚合商进行定价；

具体是指通过对电网实时电费价格的建模，来预测店家的趋势，选取合适的价位。聚合平台以购买分布式储能装置一段时间使用权的形式进行定价购买。

具体包括以下步骤：

步骤(1)对市场售电电价进行描述；

使用模糊隶属度的方式来对市场售电电价进行描述，公式为：

式中：R为为售电电价价格，E为电网的售电量，E

步骤(2)确定定价目标函数；

指聚合平台为获取利益满足的函数，公式为：

上式中：

步骤(3)电价约束条件；

电价约束条件是指：

C

式中C

步骤(4)实时电价基准。

实时电价基准是指：

上式中：Cav为为实时电价基准值。

步骤5.聚合商购买分布式储能一段时间内的调控权利，进行辅助服务；

所述一段时间是指：聚合商与分布式储能装置拥有者签订合同决定购买多久的分布式储能使用权。

步骤6.通过辅助调峰服务聚合商与电网进行竞价；

所述通过辅助调峰服务聚合商与电网进行竞价，是指电网在需要调峰辅助服务时，与聚合平台签订的分布式储能参与电网调峰服务。公式为：

上式中：C

具体包括以下步骤：

(1)确定分布式储能装置调峰时长T

(2)确定分布式储能装置出力P

(3)确定调峰单价C

(4)确定调峰系数T

步骤7.通过辅助调频服务聚合商与电网进行竞价；

所述通过辅助调频服务聚合商与电网进行竞价，是指电网在需要调频辅助服务时，与聚合平台签订的分布式储能参与电网调频服务。

调频服务费用为C

上式中：C

具体包括以下步骤：

(1)确定调频单价C

(2)确定调频电量Q

(3)确定单位调频合格率D

(4)确定AGC机组调整比P；

P＝P

上式中：P

为保证电网频率为50Hz，将调频方式划分为两种：

第一种为：未投入AGC机组；

第二种为：投入AGC机组。

步骤8.聚合平台根据电网辅助服务，反馈于第一层定价。

所述聚合平台根据电网辅助服务，反馈于第一层定价指：

应满足步骤4中目标函数C≥0，聚合平台与电网实时交易的辅助服务应满足∑

实施例2

本发明是一种针对于储能聚合平台的双层定价方法，如图1所示，图1为本发明风储孤网系统柔性自启动方法总体流程图。与实施例1中步骤是一致，值得说明的是从图1中的流程可以看出，储能聚合平台通过投标竞价的方式，参与电网的辅助服务。由于电网公司占据主导地位，所以竞价过程存在主从博弈。分布式储能装置，数量多且分散，所以不同的聚合商掌握的分布式储能装置存在差异。

电网公司会预期到自己决定的产量对跟随的聚合平台的影响。正是考虑到这种影响的情况下，电网公司所决定将是一个以聚合平台的反应函数为约束的利润最大化产量。在现有数学模型斯塔克尔伯格模型中，电网公司的决策不再需要自己的反应函数。设市场需求函数为：

①D＝D(p1+p2)＝a-b(p1+p2)

其中p1和p2分别是电网公司和聚合平台。假设两企业的成本函数相同，都为C＝c0p，首先考虑在给定电网公司的计划产量下聚合平台寻求使自己利润最大化的最优产量p2，即：

②maxp2[a-b(p1+p2)]-Cp2

上面优化模型中的最优解的p2显然是p1的函数p2＝g(p1)；a为待定系数，b为待定系数，Cp2为p2的成本函数。

在知道聚合平台对任意给定产量的反应后，电网公司的最优产量模型为：

③maxp1[a-b(p1+p2)]-Cp1,s.t.p2＝g(p1)

上式中：在达到纳什均衡s.t.p2＝g(p1)条件下得到最优解。

如图2所示，图2是电网公司对与储能聚合平台提供辅助服务的要求，主体上分为两个部分：调峰和调频。

所述调峰部分包括以下四个约束条件：

a.调峰时长；

s.调峰单价；

c.调峰系数；

d.储能装出力。

所述调频部分包括以下四个约束条件：

a.调频电量电价；

b.调频电量；

c.调频合格率；

d.AGC机组调整比。

如图3所示，图3是储能聚合商对分布式储能长期合同定价的四个步骤。

具体包括以下步骤：

步骤A.对电价市场进行建模；

步骤B.确定函数；

步骤C.定约束条件；

步骤D.实施电价基准。

如图4所示，图4是典型分布式储能调峰示意图。其中，虚线上部的部分为负荷高峰。虚线以下部分为调整后负荷曲线。

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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。