多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法与流程

本技术涉及电力交易，特别涉及一种多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法。

背景技术：

1、多能互补能源基地是建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要装备基础和关键支撑技术。多能互补能源基地是构建新型电力系统的重要组成部分。随着我国电力市场化改革的推进，多能互补能源基地的发展与运营将在电力市场化的大背景下实现。目前，多能互补能源基地参与市场的交易经验缺乏，多能互补能源基地接入电网并参与电力市场交易仍有许多技术问题有待研究解决。如今，智能电网的最新发展为协调、监视和控制配电级别的短期或实时电力输送开辟了新的可能性，也使多能互补能源基地得以参与电力市场。多能互补能源基地参与电力市场，在电价高企时通过放电卖电，电价低谷通过充电储电，进而通过调峰、调频可以实现多能互补能源基地利润率最大化。公开号为cn116307099a的中国发明专利申请公开了一种储能电站电力市场交易策略确定方法和设备，将储能电站的不确定因素以季、月和周划分后，通过场景生成法对不确定因素进行数学建模，根据储能电站相关设施的历史数据和相关设施对所述储能电站的储能系统充放电平衡及容量上下限物理约束的影响，进行数学建模，并形成包括虚拟环境的强化学习过程。基于所述测试集对深度强化学习算法模型进行测试，并通过测试后的算法模型确定最优电力市场交易策略。但现有的技术不便基于系统稳定性、市场供需情况实现多能互补能源基地系统在辅助服务等不同市场条件下的最佳交易及电价策略。

技术实现思路

1、本技术为进一步现有技术不便基于系统稳定性、市场供需情况实现多能互补能源基地在辅助服务等不同市场条件下的最佳交易及电价策略的问题，提供一种多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法。

2、具体的，本技术提供一种多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法，所述方法包括：

3、基于电力系统仿真工具获取不同装机规模多能互补能源基地的稳定性能参数和故障修复参数；构建系统稳定评估模型，通过所述稳定性能参数和故障修复参数评估不同装机规模多能互补能源基地的系统稳定性指标；

4、建立不同装机规模多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易效果模型，用于评估不同装机规模多能互补能源基地参与调峰市场的削峰效果，以及评估不同装机规模多能互补能源基地参与调频市场的调频效果；

5、基于所述系统稳定性指标、削峰效果和调频效果建立不同装机规模多能互补能源基地参与辅助服务电力市场的电价优化控制模型，以输出不同装机规模多能互补能源基地参与辅助服务电力市场的建议电价。

6、本发明通过综合考虑多能互补能源基地的稳定性能、市场交易效果以及电价优化，提供基于实际数据和模型的建议，帮助优化多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易的效果和收益。

7、进一步的，所述稳定性能参数包括频率响应速率和电压响应速率；

8、所述故障修复参数包括故障修复时间，频率恢复时间和电压恢复时间；

9、所述构建系统稳定评估模型，通过所述稳定性能参数和故障修复参数评估不同装机规模多能互补能源基地的系统稳定性指标，具体为：

10、保持电力系统仿真工具的初始条件和模型精度相同，在随机性因素的影响下获取多次仿真结果的频率响应速率和电压响应速率，计算稳定性系数χwd：

11、保持电力系统仿真工具的初始条件和模型精度相同，在随机性因素的影响下获取多次仿真结果的故障修复时间，频率恢复时间和电压恢复时间，计算修复响应系数χxf；

12、基于稳定性系数和修复响应系数计算系统稳定性指标，计算公式为：

13、

14、其中，δ1和δ2分别为稳定性系数和修复响应系数的权重因子，e为自然常数。

15、所述稳定性系数δ1，计算公式为：

16、

17、其中，c为计算稳定性系数时电力系统仿真工具仿真的次数，和分别为第次仿真时获得的频率响应速率和电压响应速率，κfz为计算补偿参数；

18、计算修复响应系数的公式为：

19、

20、其中，b为计算修复响应系数时电力系统仿真工具仿真的次数，tgz，tpl和tdy分别为第b次仿真时获得的故障修复时间，频率恢复时间和电压恢复时间。

21、所述建立不同装机规模多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易效果模型，用于评估不同装机规模多能互补能源基地参与调峰市场的削峰效果，具体包括：

22、获取历史负荷数据，所述历史负荷数据以时间序列形式存在，在每个时间点对应一个负荷值；

23、绘制负荷曲线，并在设定大小的滑动窗口划分采集点，获取采集点上的负荷数据，计算滑动平均值；

24、基于滑动平均值和负荷数据计算平均波动幅度，所述平均波动幅度为削峰效果。

25、所述计算平均波动幅度，具体计算公式为：

26、

27、其中，q为滑动窗口内的负荷数据的个数，pq为滑动窗口内的第q个负荷数据，pjun为滑动窗口内的负荷数据的平均值。

28、所述评估不同装机规模多能互补能源基地参与调频市场的调频效果，具体为：分别获取多个频率事件的频率数据，所述频率数据包括调频时间间隔、系统的功率变化，实际频率以及目标频率；

29、基于调频时间间隔、多能互补能源基地的功率变化值计算频率响应速度均值；

30、基于实际频率以及目标频率计算频率波动指标；

31、计算调频效果，公式为：

32、

33、其中，φ1和φ2分别为频率响应速度均值pv和频率波动指标pb的权重因子，e为自然常数。

34、所述频率响应速度均值pv，计算公式为：

35、

36、其中，a为频率事件的个数，δpa和δta分别为第a次频率事件的调频时间间隔、多能互补能源基地的功率变化值；

37、计算频率波动指标的公式为：

38、

39、其中，spa为第a次多能互补能源基地介入后的实际频率，mp为目标频率，xp为a个实际频率的平均值。

40、所述电价优化控制模型，具体为：

41、

42、其中，wcn为系统稳定性系数，e1为削峰效果，e2为调频效果，tfd为调峰电量需求值，tpd为调频电量需求值，tfs为调峰输出电量，tps为调频输出电量，ff为不同装机规模多能互补能源基地参与调峰市场的建议电价，fp为不同装机规模多能互补能源基地参与调频市场的建议电价，τ为盈利系数，cb为不同装机规模多能互补能源基地参与辅助服务电力市场的成本。

43、还包括：所述tfd和tpd均通过时间序列模型预测获得，具体为：

44、获取调峰市场历史电量需求数据以及调频市场历史电量需求数据，所述调峰市场历史电量需求数据以及调频市场历史电量需求数据均包括时间戳和对应的调峰电量需求值或调频电量需求值；

45、对调峰市场历史电量需求数据以及调频市场历史电量需求数据进行数据处理后，依据时间序列模型所需时间间隔对调峰市场历史电量需求数据以及调频市场历史电量需求数据进行时间序列重采样，获得输入数据；

46、将所述输入数据按照设定比例划分为训练集和测试集，使用训练集对所述时间序列模型进行训练，并使用测试集验证时间序列模型，获得验证指标，所述验证指标包括均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差；

47、基于所述验证指标对时间序列模型进行参数调整及优化，并基于优化后的时间序列模型预测调峰市场所需调峰电量tfd和调频市场所需调频电量tpd。

48、所述tfs和tps还包括：

49、获取不同装机规模多能互补能源基地每次参与调峰市场的输出电量以及参与调频市场的输出电量；

50、计算调峰输出电量和调频输出电量，计算公式分别为：

51、

52、

53、其中，λ1和λ2分别为调峰输出电量tfs和调频输出电量tps的计算补偿参数；e为自然常数，tfjz和tpjz分别为参与调峰市场的输出电量均值以及参与调频市场的输出电量均值；i＝1,2,3,...,n为不同装机规模多能互补能源基地每次参与调峰市场的次数；i＝1,2,3,...,m为不同装机规模多能互补能源基地每次参与调频市场的次数；为不同装机规模多能互补能源基地第i次参与调峰市场的输出电量，为不同装机规模多能互补能源基地第次参与调频市场的输出电量。

54、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

55、本发明提供的多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法，通过考虑系统稳定性参数，如频率响应速率和电压响应速率，决策者可以评估多能互补能源基地的影响。在辅助服务等不同市场中，多能互补能源基地可能需要提供稳定性支持，以应对可再生能源波动、突发负荷变化等情况，评估削峰效果可以帮助决策者确定在高峰时期的电价策略，以最大程度地减少电力成本，通过评估调频效果，决策者可以确定多能互补能源基地参与市场的电价策略，以实现最佳的频率调节性能，通过综合考虑系统稳定性、削峰效果和调频效果等多个因素，决策者可以更全面地了解多能互补能源基地在辅助服务等不同市场环境下的潜在效益和影响。这有助于制定更准确的电价策略，使多能互补能源基地在辅助服务市场条件下能够实现最佳的经济回报，并确保电力系统的可靠性和稳定性。

56、该多能互补能源基地参与辅助服务电力市场交易优化方法，由于不同辅助服务市场具有不同的规则和要求，多能互补能源基地需要在不同市场环境下运行，允许在调峰、调频等多个辅助服务市场条件下评估和优化电价策略，使多能互补能源基地能够灵活应对不同市场的需求，这有助于提高多能互补能源基地的多市场适应性，从而更好地利用其潜力。