基于绩效工资的RIES参与监管市场的优化调度方法与流程

本发明属于用电服务技术领域，具体涉及一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法。

背景技术：

随着大量可再生能源(res)接入电网和能源互联网的建设，预计到2050年，可再生能源发电占总能源消耗的比例可能达到80％。世界自然基金会(wwf)预测，到本世纪中叶，世界将100％使用可再生能源。电力和能源系统的这种变化将在经济效率、能源供应安全和环境保护方面带来显著的效益。可再生能源通常具有间歇性和波动性的特点。可再生能源在高渗透水平下会出现不可忽略的频偏，导致电力系统的频率稳定性问题。因此，为了监督频率的偏移，使得电力系统稳定运行，我们需要提供有效的监管能力。区域综合能源系统(ries)与电能储能系统(ess)是从能源互联网中提炼出的两种系统，如何合理的运用这两种系统是解决这一问题的关键。

在ries中使用ess的最初目的是利用能源价格的套利机会，即负荷转移或调峰来产生利润。它解决了可再生能源的消耗问题，通过在电量低或需求低迷时期对能源收费进行套利，价格高或需求高峰时释放能量。因此，可以减少ries的总体运营成本。随着ries的发展以及储能系统成本的不断降低，许多研究人员提出，ries的灵活性使得其可用于提供调节服务来保护电力系统。

目前在中国，使储能技术及其辅助服务参与电网监管仍处于早期阶段。但是，在一些国家，储能技术的应用已逐渐成熟。联邦能源管理委员会(ferc)在2011年和2013年分别发布了第755号命令和第784号命令。前者要求要求区域输电组织(rto)和独立系统运营商(iso)进一步补偿提供监管服务的电力供应商，并首次提出赔偿要求以调整效果为根据。后者进一步为电能存储系统进入辅助服务市场创造了机会。例如宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州的pjm-互连，在第784号命令的框架内作了详细规定，建立了一个完整而有效的监管市场。

自2011年发布第755号命令以来，辅助服务市场已进行了许多研究。但是，仍有许多不足，在以前的监管市场研究中，一方面建立的市场模型相对简单，另一方面没有考虑基于绩效的补偿收入。当存在多个监管资源时，不包括如何选择适当的监管资源。目前，中国电网正在以pjm监管市场的具体定价模式和运作策略为参考，以绩效工资为基础制定监管服务补偿计划。现有关于ess进入监管市场的研究不仅需要考虑ess的运行条件，更重要的是要考虑基于ries的约束和调节服务定价方法，以及ries中包含的不同设备(例如源设备和能量转换设备)的约束。在此基础上，然后制定ess参与监管市场的ries的运营策略。但是，相关研究中未提及该问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法，包括以下步骤，

步骤一，建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；

步骤二，计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；

步骤三，计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；

步骤四，对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照步骤二排列的资源顺序，依次调度资源的出力。

进一步，优选的是，步骤二中，计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；其具体计算方法如下：

①基于历史绩效得分调整的调节能力的计算：

preg_perf＝preg_cap×ηh_ps

其中，preg_perf是监管服务的基于历史绩效得分调整的调节能力，单位mw/h；preg_cap是调节服务资源提供的调节能力，单位mw/h；ηh_ps是监管市场根据绩效报酬发布的不同类型监管服务的历史绩效得分；

ηh_ps＝asa+bsb+csc

a,b,c∈[0,1]；a+b+c＝1

其中，sa为精度分数，表示控制信号与系统响应之间的相关性，取值范围[-1-1]，负号表示负相关，正号表示正相关，0表示不相关，1表示完全正相关，-1表示完全负相关；sb为延迟分数，表示控制信号与最高相关点之间的时间延迟；sp为精度分数，表示控制信号与调节之间的瞬时误差；

②初始调整后总报价poffer_total的计算：

poffer_total＝pcap_offer+cloc,total+pperf_offer

其中，poffer_total是监管服务的初始调整后总报价；pcap_offer,pperf_offer是调节资源根据其调节能力和性能分别给出的报价；cloc,total是失去机会成本；

其中，poffer代表参与调节服务的调节资源的初始调整总报价；ηbf＝1；

将资源按其poffer升序排列，取前10～15个；

③利益因素的计算：

aregd是regd(动态信号)规则资源在所有规则资源中的比例；preg_req是市场监管需求；preg_perf_i表示规制资源容量；

④有效调节能力的计算：

peffective＝preg_perf×ηbf

peffective是资源的有效调节能力；0

根据资源的有效调节能力peffective数值大小将按其poffer升序排列的前10～15个资源从高到低进行排序，将调用调节资源，直到累积的有效调节服务容量满足市场调节需求为止。

进一步，优选的是，a＝b＝c＝1/3。

进一步，优选的是，步骤三，计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本；其具体方法为：

失去机会成本cloc,total，计算公式如下：

cloc,total＝cloc,before+cloc+cloc,after

cloc,before是预调节成本，是指在调节资源参与调节之前，由于从最优经济运行点改变调节资源的输出以满足系统需求而产生的增加的成本；cloc是监管期间的成本，由于监管的输出，在资源参与监管过程中资源将变为非经济运行模式；cloc,after是后监管成本，是将监管资源的输出从监管运行点更改为最佳经济运行点时增加的成本；

pforecasted是日前位置边际价格；creg是管制资源参与管制之前的发电成本；当ries处于最佳经济运行状态时，ries与电网之间的交换功率为peco；preg是调节资源接收到agc信号时ries与电网之间的交换功率；t是调节资源从经济运行模式调整到监管模式所需的时间；

假设调节资源的上升速率为δp，则t表示为：

进一步，优选的是，由于电气ess的斜坡速率趋于无限，t＝0，cloc,before＝cloc,after＝0；因此，计算失去机会成本cloc,total时，忽略前监管成本和后监管成本。

进一步，优选的是，步骤三中，ries最大化收益的问题的目标函数为：

ctotal＝min(ce+cgas+ces+cts-rreg+cloc，total)

其中，ctotal是系统的总体运行成本；ce,cgas分别是电力和天然气的购买价格；ces是电气ess的运营成本；cts是ess的热运营成本；rreg是监管市场的收入；

目标函数受到如下约束：电气母线平衡约束、烟雾总线平衡约束、蒸汽总线平衡约束、热水总线平衡约束、空气总线平衡约束、单位输出上限和下限的约束、电力ees约束、电力ess的充放电功率约束、热ess约束、热ess的充放电功率约束、燃气轮机出力的上限和下限的约束、燃气轮机爬坡率约束以及储备约束。

进一步，优选的是，①电力的购买价格：

其中，t是调度周期的时间段数；δt是每个调度周期的时间长度，h；是ries与电网在时间t＝1,2，...时的功率交换，mw；是电力市场的边际价格，$/mw·h；当的值为正时，表示从电网购买电力；值为负时，表示ries应该出售电力以获得利润；即：

分别表示ries系统的电能购买价格、售卖价格：

②天然气的购买价格：

其中，pgas是天然气的单位热值价格，$/mbtu；和代表第n个热电联产燃气轮机的发电功率和第m个燃气锅炉的热功率，mw；αmbtu-mwh是将兆瓦时转换为英制热量单位的转换系数，值为3.4121，1mwh＝3.4121mbtu；ηgb是燃气锅炉的热效率。ηgt_e是燃气轮机的电效率；m表示总的燃气锅炉数、n表示总的热电联产燃气轮机数；

③电气ess的运营成本：

假设电气ess在整个操作周期内不会降低其工作效率，则通过以下公式计算单个完整的充电和放电周期的成本ccycle；cpurchase为电能的购买价，mcycles是电能充放电次数：

一个调度周期的电气ess的运行成本为：

其中，ces-cap是ess的存储容量，kw·h；是ess的充/放电功率；

④ess的热运营成本：

ess的热运营成本是热水泵的电费，表示为：

其中，cts表示ess的热运营成本，是热运营期间的电价，单位为$/mw·h；是热ess的充放电热能；

⑤监管市场的收入：

根据结算规则和基于绩效报酬的监管市场数据，参与监管服务的ries的监管市场的收入目标函数为：

在任意时期t，ries参与规制的收益来自两个方面，规制能力收益提供规制备用能力，以及规制绩效收益

其中，rregf是ries以兆瓦为单位提供的法规备用容量；是收入的收益因子；是规制能力备用容量；是规制绩效备用容量；是监管市场的规制能力容量结算价格；是监管市场的监管市场容量结算价格；是参与调节服务的ries的电力交换功率；是管制资源的里程率；是监管市场的监管市场绩效结算价格。

进一步，优选的是，(1)电气母线平衡约束：

pgrid+pgt+ppv+pwt+pes,d＝le+per+peb+pes,c+preg

(2)烟雾总线平衡约束：

(3)蒸汽总线平衡约束：

ηwhbqwhb+qgb+qts,d＝qhx+qts,c

(4)热水总线平衡约束：

(qeb+qgb+ηwhbqwhb)ηhx＝lth

(5)空气总线平衡约束：

ηerqer＝lc

其中，pgrid是ries和电网的电力交换功率；pgt,ppv,pwt,pes,d,le分别是gt的发电功率、pv的输出功率、wt的输出功率、ees的放电功率、电负载；per,peb,pes,c,preg,ηgt_t分别是er的消耗功率、eb的消耗功率、ees的充电功率、ess的调节功率、gt的热发电效率；ηgt_e代表gt的电能效率；ηwhb，qwhb,ηwhb,qgb,qts,d,qhx,qts,c分别代表代表whb的输出效率、whb的输出功率、whb的热力生产效率、gb的热力生产力、gb的热力、ess的热力生产功率、ess的热交换器的热力输出功率；ηhx,lth分别是whb的热交换效率、热负荷；ηer代表er的制冷效率，它是制冷量与输入电功率之比；qer是er的制冷功率，lc是er的制冷负荷；

(6)单位输出上限和下限的约束：

其中，pi,pi^min,pi^max,qi,分别代表热锅炉、燃气轮机的电功率、电功率下限、电功率上限、热功率、热功率下限、热功率上限；

(7)电力ees约束：

soc(t+1)和soc(t)分别是电力ess在t+1和t时刻的充电状态(soc)；soc_min和soc_max是电力esssoc的下限和上限；σes,ηes,c,ηes.d分别表示电力ess的自放电率、充电效率、放电效率；ces-cap,pes,c,pes,d分别是电力ess的容量、电力ess有效传递到电网的功率、电力ess有效从电网汲取的功率；ies,c,ies,d是电力ess的充放电状态变量，均为0-1变量，充电时，ies,c＝1,ies,d＝0；放电时ies,c＝0,ies,d＝1；δt代表充放电时间间隔；

(8)电力ess的充放电功率约束：

ies,cpes,c_min+ies,dpes,d_min≤pes,c/d≤ies,cpes,c_max+ies,dpes,d_max

其中，pes,c_min,pes,d_min,pes,c_max,pes,d_max分别代表电力ess的最小充电功率、最小放电功率、最大充电功率、最大放电功率；pes,c/d代表电力ess充/放电功率；

(9)热ess约束：

其中，ets(t+1)和ets(t)分别为热ess在t+1时刻和t时刻的存储状态，ets_min和ets_max分别是热ess的上限值和下限值；σts,ηts,c,ηts.d分别代表热耗散率、充电效率、放电效率；qts,c,qts,d为热ess的热充、放电功率；its,c,its,d是热ess充放电状态的变量，均为0-1变量；充电时，its,c＝1,its,d＝0；放电时，its,c＝0,its,d＝1；δt代表充放电时间间隔；

(10)热ess的充放电功率约束：

its,cqts,c_min+its,dqts,d_min≤qts,c/d≤its,cqts,c_max+its,dqts,d_max

其中，qts,c_min,qts,d_min分别代表最小热充、放电功率，qts,c_max,qts,d_max分别代表最大热充、放电功率；qts,c/d代表热ess充放电功率；

(11)燃气轮机出力的上限和下限的约束：

其中，分别表示燃气轮机输出功率的上、下限；pgt(k)代表燃气轮机k输出功率；

(12)燃气轮机爬坡率约束：

-δpgt,down≤δpgt≤δpgt,up

其中，δpgt表示燃气轮机在t时刻与t+1时刻的出力差；δpgt,down,δpgt,up分别代表燃气轮机最大出力差、最小出力差；

(13)储备约束：

考虑到ries随时可能与主电网断开，为了保证重要负荷的不间断运行，在k时段ries最大输出应等于或高于重要负荷的需要，即：

er(k-1)表示k-1时段ries最大输出功率；表示燃气轮机最大输出功率；ppv(k)表示pv在k时段输出功率；pwt(k)表示wt在k时段输出功率；lie(k)表示k时段的重要负荷功率；ts表示k时段内的一段时间；

同时，为了保证重要负荷在ts时段内连续运行，ries在ts时段内提供的最大能量应大于该时段内重要负荷的能量需求，即：

本发明还提供一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度系统，包括：

第一处理模块，用于建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；

第二处理模块，用于计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；

第三处理模块，用于计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；

调度模块，用于对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照资源排序，依次调度资源的出力。

本发明另外提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上述基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法的步骤。

ries是一个多能量流供应系统，连接天然气网络、分布式发电、热电联产系统、储能设备等。对于区域综合能源系统(ries)模型中的各个组成部分有，一是各种能量输入，即发电设备：各类分布式发电设备(光电池、光伏)、风力涡轮机、燃气轮机、燃气锅炉；二是储能设备以及能量转换设备：余热锅炉、电冰箱、电热锅炉，空调，电池；三是能量输出设备：电动机，微波炉，及其他用电设备。以上述3个部分建立ries能源枢纽优化模型，其表征了电能/燃气的输入和电能/热能的输出。

有效调节能力可用来对调节资源进行排序；选择性能好，成本低的资源。

本发明所述的重要负荷包括一级负荷大型医院、重要市政机关、炼钢厂、石油提炼厂、矿井。

本发明所述的资源包括电能、燃气能、热能、冷能、生物质能。

本发明中的价格和每日购买和售卖价格有关。

本发明中“/”为“或”的意思。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明提出的一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法，通过实时调整ess的存储状态，能够确保具有ess的ries在完成最大可再生能源消耗之后，能够参与到辅助市场的监管服务中，并且能够减少ries的整体运行损耗。在电力交易收入和监管市场收入之间取得平衡，实现利润最大化。

附图说明

图1为电能储能系统(ess)作为监管市场参与者的区域综合能源系统(ries)模型示意图；

图2为基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度系统的结构示意图；

图3为本发明电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

一种基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度方法，包括以下步骤，

步骤一，建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；

步骤二，计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；

其具体计算方法如下：

①基于历史绩效得分调整的调节能力的计算：

preg_perf＝preg_cap×ηh_ps

其中，preg_perf是监管服务的基于历史绩效得分调整的调节能力，单位mw/h；preg_cap是调节服务资源提供的调节能力，单位mw/h；ηh_ps是监管市场根据绩效报酬发布的不同类型监管服务的历史绩效得分；

ηh_ps＝asa+bsb+csc

a,b,c∈[0,1]；a+b+c＝1

其中，sa为精度分数，表示控制信号与系统响应之间的相关性，取值范围[-1-1]，负号表示负相关，正号表示正相关，0表示不相关，1表示完全正相关，-1表示完全负相关；sb为延迟分数，表示控制信号与最高相关点之间的时间延迟；sp为精度分数，表示控制信号与调节之间的瞬时误差；

②初始调整后总报价poffer_total的计算：

poffer_total＝pcap_offer+cloc,total+pperf_offer

其中，poffer_total是监管服务的初始调整后总报价；pcap_offer,pperf_offer是调节资源根据其调节能力和性能分别给出的报价；cloc,total是失去机会成本；

其中，poffer代表参与调节服务的调节资源的初始调整总报价；ηbf＝1；

将资源按其poffer升序排列，取前10～15个；

③利益因素的计算：

aregd是regd(动态信号)规则资源在所有规则资源中的比例；preg_req是市场监管需求；preg_perf_i表示规制资源容量；

④有效调节能力的计算：

peffective＝preg_perf×ηbf

peffective是资源的有效调节能力；0

根据资源的有效调节能力peffective数值大小将按其poffer升序排列的前10～15个资源从高到低进行排序，将按照从排序调用调节资源，直到累积的有效调节服务容量满足市场调节需求为止。

优选，a＝b＝c＝1/3。

步骤三，计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；

失去机会成本cloc,total，计算公式如下：

cloc,total＝cloc,before+cloc+cloc,after

cloc,before是预调节成本，是指在调节资源参与调节之前，由于从最优经济运行点改变调节资源的输出以满足系统需求而产生的增加的成本；cloc是监管期间的成本，由于监管的输出，在资源参与监管过程中资源将变为非经济运行模式；cloc,after是后监管成本，是将监管资源的输出从监管运行点更改为最佳经济运行点时增加的成本；

pforecasted是日前位置边际价格；creg是管制资源参与管制之前的发电成本；当ries处于最佳经济运行状态时，ries与电网之间的交换功率为peco；preg是调节资源接收到agc信号时ries与电网之间的交换功率；t是调节资源从经济运行模式调整到监管模式所需的时间；

假设调节资源的上升速率为δp，则t表示为：

由于电气ess的斜坡速率趋于无限，t＝0，cloc,before＝cloc,after＝0；因此，计算失去机会成本cloc,total时，忽略前监管成本和后监管成本。

ries最大化收益的问题的目标函数为：

ctotal＝min(ce+cgas+ces+cts-rreg+cloc，total)

其中，ctotal是系统的总体运行成本；ce,cgas分别是电力和天然气的购买价格；ces是电气ess的运营成本；cts是ess的热运营成本；rreg是监管市场的收入；

目标函数受到如下约束：电气母线平衡约束、烟雾总线平衡约束、蒸汽总线平衡约束、热水总线平衡约束、空气总线平衡约束、单位输出上限和下限的约束、电力ees约束、电力ess的充放电功率约束、热ess约束、热ess的充放电功率约束、燃气轮机出力的上限和下限的约束、燃气轮机爬坡率约束以及储备约束。

①电力的购买价格：

其中，t是调度周期的时间段数；δt是每个调度周期的时间长度，h；是ries与电网在时间t＝1,2，...时的功率交换，mw；是电力市场的边际价格，$/mw·h；当的值为正时，表示从电网购买电力；值为负时，表示ries应该出售电力以获得利润；即：

分别表示ries系统的电能购买价格、售卖价格：

②天然气的购买价格：

其中，pgas是天然气的单位热值价格，$/mbtu；和代表第n个热电联产燃气轮机的发电功率和第m个燃气锅炉的热功率，mw；ambtu-mwh是将兆瓦时转换为英制热量单位的转换系数，值为3.4121，1mwh＝3.4121mbtu；ηgb是燃气锅炉的热效率。ηgt_e是燃气轮机的电效率；m表示总的燃气锅炉数、n表示总的热电联产燃气轮机数；

③电气ess的运营成本：

假设电气ess在整个操作周期内不会降低其工作效率，则通过以下公式计算单个完整的充电和放电周期的成本ccycle；cpurchase为电能的购买价，mcycles是电能充放电次数：

一个调度周期的电气ess的运行成本为：

其中，ces-cap是ess的存储容量，kw·h；是ess的充/放电功率；

④ess的热运营成本：

ess的热运营成本是热水泵的电费，表示为：

其中，cts表示ess的热运营成本，是热运营期间的电价，单位为$/mw·h；是热ess的充放电热能；

⑤监管市场的收入：

根据结算规则和基于绩效报酬的监管市场数据，参与监管服务的ries的监管市场的收入目标函数为：

在任意时期t，ries参与规制的收益来自两个方面，规制能力收益提供规制备用能力，以及规制绩效收益

其中，rregf是ries以兆瓦为单位提供的法规备用容量；是收入的收益因子；是规制能力备用容量；是规制绩效备用容量；是监管市场的规制能力容量结算价格；是监管市场的监管市场容量结算价格；是参与调节服务的ries的电力交换功率；是管制资源的里程率；是监管市场的监管市场绩效结算价格。

(1)电气母线平衡约束：

pgrid+pgt+ppv+pwt+pes,d＝le+per+peb+pes,c+preg

(2)烟雾总线平衡约束：

(3)蒸汽总线平衡约束：

ηwhbqwhb+qgb+qts,d＝qhx+qts,c

(4)热水总线平衡约束：

(qeb+qgb+ηwhbqwhb)ηhx＝lth

(5)空气总线平衡约束：

ηerqer＝lc

其中，pgrid是ries和电网的电力交换功率；pgt,ppv,pwt,pes,d,le分别是gt的发电功率、pv的输出功率、wt的输出功率、ees的放电功率、电负载；per,peb,pes,c,preg,ηgt_t分别是er的消耗功率、eb的消耗功率、ees的充电功率、ess的调节功率、gt的热发电效率；ηgt_e代表gt的电能效率；ηwhb，qwhb,ηwhb,qgb,qts,d,qhx,qts,c分别代表代表whb的输出效率、whb的输出功率、whb的热力生产效率、gb的热力生产力、gb的热力、ess的热力生产功率、ess的热交换器的热力输出功率；ηhx,lth分别是whb的热交换效率、热负荷；ηer代表er的制冷效率，它是制冷量与输入电功率之比；qer是er的制冷功率，lc是er的制冷负荷；

(6)单位输出上限和下限的约束：

其中，pi,pi^min,pi^max,qi,分别代表热锅炉、燃气轮机的电功率、电功率下限、电功率上限、热功率、热功率下限、热功率上限；

(7)电力ees约束：

soc(t+1)和soc(t)分别是电力ess在t+1和t时刻的充电状态(soc)；soc_min和soc_max是电力esssoc的下限和上限；σes,ηes,c,ηes.d分别表示电力ess的自放电率、充电效率、放电效率；ces-cap,pes,c,pes,d分别是电力ess的容量、电力ess有效传递到电网的功率、电力ess有效从电网汲取的功率；ies,c,ies,d是电力ess的充放电状态变量，均为0-1变量，充电时，ies,c＝1,ies,d＝0；放电时ies,c＝0,ies,d＝1；δt代表充放电时间间隔；

(8)电力ess的充放电功率约束：

ies,cpes,c_min+ies,dpes,d_min≤pes,c/d≤ies,cpes,c_max+ies,dpes,d_max

其中，pes,c_min,pes,d_min,pes,c_max,pes,d_max分别代表电力ess的最小充电功率、最小放电功率、最大充电功率、最大放电功率；pes,c/d代表电力ess充/放电功率；

(9)热ess约束：

其中，ets(t+1)和ets(t)分别为热ess在t+1时刻和t时刻的存储状态，ets_min和ets_max分别是热ess的上限值和下限值；σts,ηts,c,ηts.d分别代表热耗散率、充电效率、放电效率；qts,c,qts,d为热ess的热充、放电功率；its,c,its,d是热ess充放电状态的变量，均为0-1变量；充电时，its,c＝1,its,d＝0；放电时，its,c＝0,its,d＝1；δt代表充放电时间间隔；

(10)热ess的充放电功率约束：

its,cqts,c_min+its,dqts,d_min≤qts,c/d≤its,cqts,c_max+its,dqts,d_max

其中，qts,c_min,qts,d_min分别代表最小热充、放电功率，qts,c_max,qts,d_max分别代表最大热充、放电功率；qts,c/d代表热ess充放电功率；

(11)燃气轮机出力的上限和下限的约束：

其中，分别表示燃气轮机输出功率的上、下限；pgt(k)代表燃气轮机k输出功率；

(12)燃气轮机爬坡率约束：

-δpgt,down≤δpgt≤δpgt,up

其中，δpgt表示燃气轮机在t时刻与t+1时刻的出力差；δpgt,down,δpgt,up分别代表燃气轮机最大出力差、最小出力差；

(13)储备约束：

考虑到ries随时可能与主电网断开，为了保证重要负荷的不间断运行，在k时段ries最大输出应等于或高于重要负荷的需要，即：

er(k-1)表示k-1时段ries最大输出功率；表示燃气轮机最大输出功率；ppv(k)表示pv在k时段输出功率；pwt(k)表示wt在k时段输出功率；lie(k)表示k时段的重要负荷功率；ts表示k时段内的一段时间；

同时，为了保证重要负荷在ts时段内连续运行，ries在ts时段内提供的最大能量应大于该时段内重要负荷的能量需求，即：

步骤四，对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照步骤二排列的资源顺序，依次调度资源的出力。

本发明将ries最大化收益的问题转化为milp优化问题，运用yalmip+cplex进行求解，根据ries收益最大化的目标函数得到在资源排序的基础下系统收益最大化的最优解。即求解出结果后，按照先前排序的资源顺序，根据求解结果调度各个资源的出力。

将ries最大化收益的问题转化为混合整数线性规划问题的标准求解模型为：

其中c^t表示求解ries最大化收益目标函数的系数矩阵；x表示求解ries最大化收益目标函数的决策变量向量；a表示约束系数矩阵；b表示约束方程的结果向量；xi表示决策变量向量其中的一个元素；xmin,xmax表示xi的最小，最大值；i表示决策变量个数；xj表示约束方程里的权益因子。j表示需要添加权益因子变量的个数。

在yalmip+cplex进行求解milp问题的过程如下：

首先确定目标函数为收益最大化；

其次目标函数为收益最大化：min((ce+cgas)*xi+ces*x1+cts*x2-rreg+cloc,total)

其次对于本发明，约束条件包括包括电气母线平衡约束、烟雾总线平衡约束、蒸汽总线平衡约束、热水总线平衡约束、空气总线平衡约束、单位输出上限和下限的约束、电力ees约束、电力ess的充放电功率约束、热ess约束、热ess的充放电功率约束、燃气轮机出力的上限和下限的约束、燃气轮机爬坡率约束以及储备约束。

然后在yalmip+cplex中进行参数配置；

最后进行求解。

如图2所示，基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度系统，包括：

第一处理模块101，用于建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；

第二处理模块102，用于计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；

第三处理模块103，用于计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；

调度模块104，用于对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照资源排序，依次调度资源的出力。

在本发明实施例中，第一处理模块101建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；第二处理模块102计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；第三处理模块103计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；调度模块104对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照资源排序，依次调度资源的出力。

本发明实施例提供的基于绩效工资的ries参与监管市场的优化调度系统，该系统通过实时调整ess的存储状态，能够确保具有ess的ries在完成最大可再生能源消耗之后，能够参与到辅助市场的监管服务中，并且能够减少ries的整体运行损耗。

本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。

图3为本发明实施例提供的电子设备结构示意图，参照图3，该电子设备可以包括：处理器(processor)201、通信接口(communicationsinterface)202、存储器(memory)203和通信总线204，其中，处理器201，通信接口202，存储器203通过通信总线204完成相互间的通信。处理器201可以调用存储器203中的逻辑指令，以执行如下方法：建立以电能储能系统作为监管市场参与者的区域综合能源系统模型；计算基于绩效工资的监管服务的收益因子，并根据计算的收益因子对资源进行排序；所述的收益因子包括基于历史绩效得分调整的调节能力、初始调整后总报价、利益因素和有效调节能力；计算基于绩效工资的监管服务的失去机会成本，并构建ries最大化收益问题的目标函数；对ries最大化收益中的目标函数进行求解，之后根据求解结果，按照资源排序，依次调度资源的出力。

此外，上述的存储器203中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。