一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置与流程

1.本发明属于分布式储能控制领域，具体地，涉及一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置。


背景技术：

2.分布式储能由于容量小、布局分散，不具备独立参与电力辅助服务或需求响应的资格。分布式储能聚合商能够通过一定技术手段将分散的分布式储能聚合起来形成一定规模，作为一个整体参与电力辅助服务或需求响应。聚合商在聚合控制应保证各个用户储能设备运转安全、被调用的公平性，同时还要确保整体聚合后的响应功率、容量尽量大，因此，聚合控制策略十分关键。但是，现有技术中，一种用户侧分布式储能设施聚合管控方法及系统(cn115000985a)、一种面向负荷聚合商的分布式储能控制权优化调度方法(cn110516855b)以及考虑储能和分布式发电的工业用户参与调峰需求响应方法(cn111555319b)，分布式储能聚合控制方法中多以聚合商的收益最大为优化目标，对各个分布式储能用户是否被公平调用没有考虑，对于分布式储能性能相对差一些的用户将很难获得收益；此外对于分布式储能如何实现功率指令分解没有进一步研究。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置，通过在分布式储能聚合控制过程中采用控制策略同时保证分布式储能被公平调用、储能soc处于安全区间、聚合输出能力以及聚合商收益，实现面向用户侧的储能设施聚合控制。
4.本发明采用如下的技术方案。
5.本发明一方面提出了一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，利用日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；当前调峰时间段内，先根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令，再基于闭环控制对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；其中，调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度。
6.方法包括：
7.步骤1，以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量；
8.步骤2，根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；
9.步骤3，对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合u聚类成k个子集，
并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序进行排序，得到排序后的k个子集；
10.步骤4，以步骤3得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；
11.步骤5，将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；
12.步骤6，判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则重复步骤4以确定参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；若结束则进入步骤7；
13.步骤7，判断本次调峰是否已经结束，其中单次调峰包括多个调峰时间段；
14.若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；并进入步骤5；若结束，则进入步骤8；
15.步骤8，停止调峰响应，按照调度指令以预设速率减小各组分布式储能系统的输出功率。
16.优选地，步骤1中，分布式储能系统聚合集合满足如下关系式：
17.u＝{dess1,dess2...dessn}
18.式中，u表示分布式储能系统聚合集合，dessi表示第i组分布式储能系统，其中i＝1,2,
…
,n，n表示能够参与调峰响应的分布式储能系统的组数。
19.步骤1中，响应容量q0包括削峰响应容量和填谷响应容量，分别满足如下关系式：
[0020][0021][0022]
式中，
[0023]q0削峰
表示削峰响应容量，
[0024]q0填谷
表示填谷响应容量，
[0025]
α为备用系数，0《α《1，
[0026]
soc
i,now
表示第i组分布式储能系统当前的soc值，
[0027]
soc
i,llimit
表示第i组分布式储能系统的soc运行区间低限值，
[0028]
soc
i,hlimit
表示第i个分布式储能系统的soc运行区间高限值，
[0029]qi,e
表示第i组分布式储能系统的额定容量。
[0030]
步骤1中，响应功率p0包括削峰响应功率和填谷响应功率，分别满足如下关系式：
[0031][0032][0033]
式中，
[0034]
p
0削峰
表示削峰响应功率，
[0035]
p
0填谷
表示填谷响应功率，
[0036]
p
i,e
表示第i个分布式储能系统的额定功率，
[0037]
t
num
表示下次调峰时间，将下次调峰时间分成若干时间段，每个时间段为1小时。
[0038]
n的选取标准为系统无故障且当前各组分布式储能系统的soc值处于运行区间且不处于充放电死区区间；
[0039]
充放电死区区间包括：充电场景调度死区[soc
i,ch-deadline
,soc
i,hlimit
]，放电场景调度死区[soc
i,llimit
,soc
i,disch-deadline
]；其中，
[0040]
soc
i,ch-deadline
表示第i组分布式储能系统的充电死区设定低限值，且满足0《soc
i,ch-deadline
《soc
i,hlimit
；
[0041]
soc
i,disch-deadline
表示第i组分布式储能系统的放电死区设定低限值，且满足0《soc
i,llimit
《soc
i,disch-deadline
；
[0042]
并且满足0《soc
i,llimit
《soc
i,hlimit
《1。
[0043]
优选地，步骤2中，优先调用系数γi满足如下关系式：
[0044][0045]
式中，
[0046]
β1为公平调用权重系数，0＜β1＜1，
[0047]
β2为soc可用权重系数，0＜β2＜1，
[0048]
β3为调节速率权重系数，0＜β3＜1，
[0049]
β4为度电成本权重系数，0＜β4＜1，
[0050]ri
为第i组分布式储能系统的功率调节速率，
[0051]ci
为第i组分布式储能系统的度电成本，
[0052]rmax
为当前可响应分布式储能集合内的功率调节速率的最大值，
[0053]cmax
为当前可响应分布式储能集合内的度电成本的最大值，
[0054]
si为第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数，
[0055]smax
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最大值，
[0056]smin
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最小值，
[0057]
soc
i，real
为第i组分布式储能系统考虑运行高低限的可调度荷电状态；且满足β1+β2+β3+β4＝1。
[0058]
第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数满足如下关系式：
[0059][0060]smax
＝max(si),i＝1,2...n
[0061]smin
＝min(si),i＝1,2...n
[0062]
式中，
[0063]
i-count为第i组分布式储能系统共参与响应电力调峰的最大次数，
[0064]
soc
i，section
为第i组分布式储能系统的soc运行高低限区间大小，
[0065]qi,p
为第i组分布式储能系统第p次响应电力调峰的响应容量，
[0066]qi,e
为第i组分布式储能系统的额定容量，
[0067]
d为分布式储能投运且可调度天数，d≥1。
[0068]
第i组分布式储能系统考虑运行高低限的可调度荷电状态满足如下关系式：
[0069][0070]
式中，
[0071]
soc
i，available
为第i组分布式储能系统的当前实际可调度soc区间大小，soc
i，section
为第i组分布式储能系统的soc运行高低限区间大小。
[0072]
对于需要充电的调峰场景，满足如下关系式：
[0073]
soc
i，available
＝soc
i,hlimit-soc
i,now
[0074]
对于需要放电的调峰场景，满足如下关系式：
[0075]
soc
i，available
＝soc
i,now-soc
i,llimit
[0076]
soc
i，section
＝soc
i,hlimit-soc
i,llimit
[0077]
式中，
[0078]
soc
i,llimit
表示第i组分布式储能系统的soc运行区间低限值，
[0079]
soc
i,hlimit
表示第i个分布式储能系统的soc运行区间高限值，
[0080]
soc
i,now
表示第i组分布式储能系统当前的soc值。
[0081]
优选地，步骤3包括：
[0082]
步骤3.1，确定聚类算法的组数k，最大迭代次数n；
[0083]
步骤3.2，以如下关系式，利用优先调用系数在均分区间内进行随机初始化方法选取k个初始中心{u1,u2...uk}：
[0084][0085]
式中，γ
min
表示所有分布式储能系统中优先调用系数的最小值，γ
max
表示所有分布式储能系统中优先调用系数的最大值；rand表示0到1之间的随机数；
[0086]
步骤3.3，利用初始中心以及优先调用系数，经过迭代聚类后得到k个子集{u
1,t
,u
2,t
...u
k,t
}；其中，t表示最大迭代次数；
[0087]
步骤3.4，按照优先调用系数从大到小的顺序对各子集内的分布式储能系统进行排序，输出排序后的k个子集{u
1,sorted
,u
2,sorted
...u
k,sorted
}。
[0088]
优选地，步骤4中，从子集u
1,sorted
开始采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段
的分布式储能系统第一响应集合，包括：
[0089]
步骤4.1，选取当前子集u
j,sorted
，按照响应时间为1小时计算当前子集u
j,sorted
中的每组分布式储能系统的输出功率p
j,l
，其中，l＝1,2,
…
,m，m表示当前子集u
j,sorted
中分布式储能系统的组数；
[0090]
步骤4.2，若则以子集u
j,sorted
中的全部分布式储能系统作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；其中，p0为分布式储能系统聚合集合的响应功率；
[0091]
步骤4.3，若则从下一子集u
j+1,sorted
中选取排序为前y组的分布式储能系统，并且满足则以子集u
j,sorted
中的全部分布式储能系统和u
j+1,sorted
中前y组的分布式储能系统一起作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合。
[0092]
未作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的其余各组分布式储能系统均作为当前调峰时间段的分布式储能系统待响应集合。
[0093]
优选地，步骤5包括：
[0094]
步骤5.1，接收到电网调控系统下发的调峰控制指令p
cmd
；
[0095]
步骤5.2，若p
cmd
《p0，则对当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合内的每组分布式储能系统的功率进行等比例缩小，使得分布式储能系统第一响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；并且，以当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合作为当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合；
[0096]
步骤5.3，若p
cmd
》p0，则从当前调峰时间段的分布式储能系统待响应集合中选取若干组分布式储能系统，重复步骤4，对当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充，获得当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合，当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令p
cmd
。
[0097]
本发明另一方面还提出了一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制装置，聚合控制装置与n组分布式储能系统双向连接，聚合控制装置通过自动发电装置与纵向加密装置双向连接，纵向加密装置与电网调控系统双向连接。
[0098]
所述聚合控制装置包括：分布式储能信息通讯循环模块，调度信息通信循环模块，分布式储能控制循环模块；
[0099]
分布式储能信息通讯循环模块，用于实现聚合控制装置与接入聚合控制装置内的所有分布式储能系统之间的双向通讯；
[0100]
调度信息通信循环模块，用于实现聚合控制装置与电网调控系统之间的双向通讯；
[0101]
分布式储能控制循环模块，用于通过调度信息通信循环模块从电网调控系统接收调峰控制指令，根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定参与调峰的各组分布式储能系统，以及通过分布式储能信息通讯循环模块向参与调峰的各组分布式储能系统发送功率控制控制指令。
[0102]
分布式储能信息通讯循环模块包括：输入单元，响应功率单元，优先调用系数单
元，响应集合分类单元，响应集合控制单元，响应单元切换单元，输出单元；
[0103]
输入单元，用于接收电网调控系统下发的调峰控制指令；
[0104]
响应功率单元，用于以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量；
[0105]
优先调用系数单元，用于根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；
[0106]
响应集合分类单元，用于对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合u聚类成k个子集，并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序进行排序，得到排序后的k个子集；以得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；
[0107]
响应集合控制单元，用于将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；
[0108]
响应单元切换单元，用于若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；
[0109]
输出单元，用于向参与调峰的各组分布式储能系统发送功率控制控制指令。
[0110]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的方法能够保证每个分布式储能都具有被公平调用的权利，可大大提高控制策略的公平性，提高用户参与积极性，有利于扩大聚合数量和规模；还能够确保各分布式储能的soc都处于安全运行区间，避免出现过度调用情况，保证整体的聚合响应功率和容量；与无序随机调用相比，将能够降低聚合商的整体运行成本，获取更高收益。
[0111]
本发明通过将分布式储能已响应调峰容量与自身可调度容量的比率、当前可用容量、功率调节速率、度电成本作为主要参考，计算分布式储能下次被调用的优先系数，可保证整个聚合平台中每个分布式储能被调用的公平性，同时兼顾聚合平台的响应容量和调节速率，并可降低整体运行成本。
[0112]
本发明提出了按照均分区间内随机初始化的k-means聚类方法，可提高聚类算法运行效率和收敛速度。
[0113]
在调峰控制过程中，首先针对刚启动调峰时的指令分解，满足初始功率响应要求，进而实施闭环控制，实时滚动计算以响应调峰过程中的不同功率需求，实时的功率需求可能会大于初始功率，也可能会小于初始功率，为满足功率平衡需要实时跟踪，按一定的策略去调整各分布式储能的功率，或者增加响应的储能数量，来实现功率跟踪。
[0114]
本发明提出了以聚类后的子集为基础的动态扩充方法选取每个单位时间段参与
电力调峰的分布式储能群组具体方法，该方法可有效发挥平台的储能响应能力，保证储能聚合后参与调峰的出力稳定性，具有实用性强、灵活性高等优势。
附图说明
[0115]
图1是本发明提出的一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制装置的控制原理图；
[0116]
图1中的附图标记说明如下：
[0117]
10-分布式储能聚合控制装置，20-agc(automatic generation control，自动发电)装置，30-纵向加密装置，40-电网调控系统，1、2、
……
、n-第一组分布式储能系统、第二组分布式储能系统、
……
、第n组分布式储能系统；
[0118]
图2是本发明提出的一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法的流程图。
具体实施方式
[0119]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本技术所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0120]
本发明另一方面提出了一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制装置，聚合控制装置与n组分布式储能系统双向连接，聚合控制装置通过自动发电装置与纵向加密装置双向连接，纵向加密装置与电网调控系统双向连接。
[0121]
所述聚合控制装置包括：分布式储能信息通讯循环模块，调度信息通信循环模块，分布式储能控制循环模块，电源模块，历史数据存储模块。
[0122]
分布式储能信息通讯循环模块，用于实现聚合控制装置与接入聚合控制装置内的所有分布式储能系统之间的双向通讯；
[0123]
调度信息通信循环模块，用于实现聚合控制装置与电网调控系统之间的双向通讯；
[0124]
分布式储能控制循环模块，用于通过调度信息通信循环模块从电网调控系统接收调峰控制指令，根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定参与调峰的各组分布式储能系统，以及通过分布式储能信息通讯循环模块向参与调峰的各组分布式储能系统发送功率控制控制指令。
[0125]
分布式储能信息通讯循环模块包括：输入单元，响应功率单元，优先调用系数单元，响应集合分类单元，响应集合控制单元，响应单元切换单元，输出单元；
[0126]
输入单元，用于接收电网调控系统下发的调峰控制指令；
[0127]
响应功率单元，用于以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量；
[0128]
优先调用系数单元，用于根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；
[0129]
响应集合分类单元，用于对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合u聚类成k个子集，并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序
进行排序，得到排序后的k个子集；以得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；
[0130]
响应集合控制单元，用于将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；
[0131]
响应单元切换单元，用于若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；
[0132]
输出单元，用于向参与调峰的各组分布式储能系统发送功率控制控制指令。
[0133]
如图1所示，分布式储能聚合控制装置10与n组分布式储能系统双向连接，分布式储能聚合控制装置10通过agc(automatic generation control，自动发电)装置20与纵向加密装置30双向连接，纵向加密装置30与电网调控系统40双向连接。
[0134]
聚合控制装置按第一设定时间周期ta采集各组分布式储能系统的运行数据，运行数据包括但不限于：当前充电状态，当前放电状态，充电功率，放电功率，荷电状态(state of charge，soc)，功率允许调节速率。聚合控制装置在获取各组分布式储能系统的控制权的时间段内，以第二设定时间周期tb下发功率控制指令，调节各组分布式储能系统的充电功率或放电功率。聚合控制装置与各组分布式储能系统之间采用的通讯协议包括但不限于：modbus rtu，modbus tcp，iec 61850，iec60870-5-104，mqtt。各组分布式储能系统可直接接入聚合控制装置，也可多组分布式储能系统通过节点控制器接入聚合控制装置。
[0135]
第一设定时间周期ta表示聚合控制装置采集分布式储能系统的运行数据的时间周期，包括运行数据从分布式储能系统上传至聚合控制装置的时间；第二设定时间周期tb表示聚合控制装置向分布式储能系统下发功率控制指令的时间周期，包括功率控制指令从聚合控制装置发送到分布式储能系统的时间。
[0136]
聚合控制装置按第三设定时间周期tc采集电网调控系统下发的调峰控制指令，按第四设定时间周期td上传各组分布式储能系统聚合后的运行状态至电网调控系统，运行状态包括但不限于：充电总状态，放电总状态，充电功率，放电功率。
[0137]
第三设定时间周期tc表示聚合控制装置采集电网调控系统下发的调峰控制指令的时间周期，包括调峰控制指令从电网调控系统下发至聚合控制装置的时间；第四设定时间周期td表示聚合控制装置上传各组分布式储能系统聚合后的运行状态至电网调控系统的时间周期，包括运行状态从聚合控制装置上传至电网调控系统的时间。
[0138]
第一设定时间周期ta、第二设定时间周期tb、第三设定时间周期tc、第四设定时间周期td根据控制需要进行配置，没有耦合关联关系，可以相同也可以不同。
[0139]
分布式储能控制循环模块，根据电网调控系统的调峰控制指令，按公平调用、能力
优先、容量优先的原则制定各组分布式储能系统的控制策略，分解调峰控制指令并下发至各组分布式储能系统，实现分布式储能系统聚合参与电力调峰服务。
[0140]
本发明另一方面还提出了一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，利用日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；当前调峰时间段内，先根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令，再基于闭环控制对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；其中，调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度。
[0141]
如图2所示，方法包括：
[0142]
步骤1，以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量。
[0143]
由于各组分布式储能系统的额定功率、额定容量、实时soc、soc上下限均有不同，因此需对聚合后的响应功率p0和响应容量q0进行预估。
[0144]
分布式储能系统聚合集合满足如下关系式：
[0145]
u＝{dess1,dess2...dessn}
[0146]
式中，u表示分布式储能系统聚合集合，dessi表示第i组分布式储能系统，其中i＝1,2,
…
,n，n表示能够参与调峰响应的分布式储能系统的组数。
[0147]
n的选取标准为系统无故障且当前各组分布式储能系统的soc值处于运行区间且不处于充放电死区区间。
[0148]
充放电死区区间包括：充电场景调度死区[soc
i,ch-deadline
,soc
i,hlimit
]，放电场景调度死区[soc
i,llimit
,soc
i,disch-deadline
]；其中，
[0149]
充电场景调度死区为[soc
i,ch-deadline
,soc
i,himiti
]中，soc
i,ch-deadline
表示第i组分布式储能系统的充电死区设定低限值，soc
i,hlimit
表示第i个分布式储能系统的soc运行区间高限值，且满足0《soc
i,ch-deadline
《soc
i,hlimit
；仅允许soc低于充电死区设定低限值的分布式储能系统进行充电，以避免分布式储能系统在soc高限值附近频繁充电；当第i组分布式储能系统的soc值大于soc
i,ch-deadline
时，则不将第i组分布式储能系统纳入下次需要充电的调峰场景。
[0150]
放电场景调度死区为[soc
i,limiti
,soc
i,disch-deadline
]中，soc
i,llimit
表示第i组分布式储能系统的soc运行区间低限值，soc
i,disch-deadline
表示第i组分布式储能系统的放电死区设定低限值，且满足0《soc
i,llimit
《soc
i,disch-deadline
；仅允许soc高于放电死区设定低限值的分布式储能系统进行放电，以避免分布式储能系统在soc低限值附近频繁放电，当第i组分布式储能系统的soc值小于soc
i,disch-deadline
时，则不将第i组分布式储能系统纳入下次需要放电的调峰场景。
[0151]
聚合控制装置将始终保持第i组分布式储能系统运行在soc区间范围之内，即0《soc
i,hlimit
《soc
i,hlimit
《1。
[0152]
响应容量q0包括削峰响应容量和填谷响应容量，满足如下关系式：
[0153][0154][0155]
式中，
[0156]q0削峰
表示削峰响应容量，
[0157]q0填谷
表示填谷响应容量，
[0158]
α为备用系数，0《α《1，
[0159]
soc
i,now
表示第i组分布式储能系统当前的soc值，
[0160]qi,e
表示第i组分布式储能系统的额定容量；
[0161]
计算n组分布式储能系统聚合后的响应容量q0时，预留一定的裕量，以避免预估不准导致响应能力不足。
[0162]
响应功率p0包括削峰响应功率和填谷响应功率，满足如下关系式：
[0163][0164][0165]
式中，
[0166]
p
0削峰
表示削峰响应功率，
[0167]
p
0填谷
表示填谷响应功率，
[0168]
p
i,e
表示第i个分布式储能系统的额定功率；
[0169]
t
num
表示下次调峰时间，将下次调峰时间分成若干时间段，每个时间段为1小时。
[0170]
步骤2，根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数γi。
[0171]
接入分布式储能聚合控制装置中的各组分布式储能系统，在储能类型、功率、容量、功率调节速率等方面可能存在差异，但由于储能聚合商负责代理各组分布式储能系统参与调峰辅助服务，储能聚合商应保证各组分布式储能系统具有公平参与调峰的权利；但同时考虑到各组分布式储能系统的性能不同，调节速率快、度电成本低的分布式储能系统具有更高的调用优先级；此外，储能聚合商还应考虑到各组分布式储能系统当前响应容量，响应容量大的分布式储能系统具有更高优先级，从而保证聚合后的总体容量以及避免各组分布式储能系统soc越限。
[0172]
优先调用系数γi满足如下关系式：
[0173][0174]
式中，
[0175]
β1为公平调用权重系数，0＜β1＜1，
[0176]
β2为soc可用权重系数，0＜β2＜1，
[0177]
β3为调节速率权重系数，0＜β3＜1，
[0178]
β4为度电成本权重系数，0＜β4＜1，
[0179]ri
为第i组分布式储能系统的功率调节速率，
[0180]ci
为第i组分布式储能系统的度电成本，
[0181]rmax
为当前可响应分布式储能集合内的功率调节速率的最大值，
[0182]cmax
为当前可响应分布式储能集合内的度电成本的最大值，
[0183]
si为第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数，
[0184]smax
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最大值，
[0185]smin
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最小值，
[0186]
soc
i，real
为第i组分布式储能系统考虑运行高低限的可调度荷电状态；
[0187]
且满足β1+β2+β3+β4＝1。
[0188]
通过调整各权重系数β1、β2、β3和β4，可以改变分布式储能系统优先调度策略，以实现不同的控制目标。
[0189]
第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数满足如下关系式：
[0190][0191]smax
＝max(si),i＝1,2...n
[0192]smin
＝min(si),i＝1,2...n
[0193]
式中，
[0194]
i-count为第i组分布式储能系统共参与响应电力调峰的最大次数，
[0195]
soc
i，section
为第i组分布式储能系统的soc运行高低限区间大小，
[0196]qi,p
为第i组分布式储能系统第p次响应电力调峰的响应容量，
[0197]qi,e
为第i组分布式储能系统的额定容量，
[0198]
d为分布式储能投运且可调度天数，d≥1。
[0199]
第i组分布式储能系统考虑运行高低限的可调度荷电状态满足如下关系式：
[0200][0201]
式中，
[0202]
soc
i，available
为第i组分布式储能系统的当前实际可调度soc区间大小，
[0203]
soc
i，section
为第i组分布式储能系统的soc运行高低限区间大小。
[0204]
对于需要充电的调峰场景，满足如下关系式：
[0205]
soc
i，available
＝soc
i,hlimit-soc
i,now
[0206]
对于需要放电的调峰场景，满足如下关系式：
[0207]
soc
i，available
＝soc
i,now-soc
i,llimit
[0208]
soc
i，section
＝soc
i,hlimit-soc
i,llimit
[0209]
式中，
[0210]
soc
i,llimit
表示第i组分布式储能系统的soc运行区间低限值，
[0211]
soc
i,hlimit
表示第i个分布式储能系统的soc运行区间高限值，
[0212]
soc
i,now
表示第i组分布式储能系统当前的soc值。
[0213]
步骤3，对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合u聚类成k个子集，并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序进行排序，得到排序后的k个子集。
[0214]
步骤3包括：
[0215]
步骤3.1，采用k-means算法对分布式储能系统聚合集合u进行聚类，先确定聚类算法的组数k，最大迭代次数n；
[0216]
步骤3.2，以如下关系式，利用优先调用系数在均分区间内进行随机初始化方法选取k个初始中心{u1,u2...uk}：
[0217][0218]
式中，γ
min
表示所有分布式储能系统中优先调用系数的最小值，γ
max
表示所有分布式储能系统中优先调用系数的最大值；rand表示0到1之间的随机数；
[0219]
将分布式储能系统聚合集合u划分为k个子集{u
1,0
,u
2,0
...u
k,0
}，uj作为u
j,0
的初始中心；
[0220]
步骤3.3，利用初始中心以及优先调用系数，经过迭代聚类后得到k个子集{u
1,t
,u
2,t
...u
k,t
}；其中，t表示最大迭代次数；
[0221]
具体来说，以如下关系式分别计算分布式储能系统聚合集合u中各样本的优先调用系数γi与各子集初始中心uj之间的距离d
ij
；
[0222]dij
＝|γ
i-uj|
[0223]
式中，i＝1,2...n，j＝1,2...k。
[0224]
对于每组分布式储能系统，以d
ij
的最小值对应的样本γi更新中心uj，并将更新后的中心放入对应的子集uj中，然后重新计算各子集的新中心
[0225][0226]
式中，l表示第j个子集本次计算的计数变量，l＝1,2,
…
,m，m表示第j个子集样本个数，γ
j,l
表示第j个子集第l个样本的调用系数；
[0227]
判断子集的新中心与上次迭代过程中的子集的中心之间的距离是否满足停止迭代条件，若满足，则执行步骤3.1.7，否则返回执行步骤3.1.4；停止迭代条件如下：
[0228]
|u
j,t-u
j,t-1
|《θ
[0229]
式中，t表示当前迭代次数，θ表示子集中心迭代停止偏差，停止迭代条件有2个，二者为或的关系，如下：
[0230]
1、各子集的中心在迭代前后偏差均小于θ时，停止迭代计算；
[0231]
2、迭代次数达到最大次数n时，停止迭代。
[0232]
步骤3.4，按照优先调用系数从大到小的顺序对各子集内的分布式储能系统进行排序，输出排序后的k个子集{u
1,sorted
,u
2,sorted
...u
k,sorted
}。
[0233]
步骤4，以步骤3得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于
响应功率且响应时间不低于1小时。
[0234]
步骤4中，从子集u
1,sorted
开始采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合，包括：
[0235]
步骤4.1，选取当前子集u
j,sorted
，按照响应时间为1小时计算当前子集u
j,sorted
中的每组分布式储能系统的输出功率p
j,l
，其中，l＝1,2,
…
,m，m表示当前子集u
j,sorted
中分布式储能系统的组数；
[0236]
步骤4.2，若则以子集u
j,sorted
中的全部分布式储能系统作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；其中，p0为分布式储能系统聚合集合的响应功率；
[0237]
步骤4.3，若则从下一子集u
j+1,sorted
中选取排序为前y组的分布式储能系统，并且满足则以子集u
j,sorted
中的全部分布式储能系统和u
j+1,sorted
中前y组的分布式储能系统一起作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合。
[0238]
未作为当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的其余各组分布式储能系统均作为当前调峰时间段的分布式储能系统待响应集合。
[0239]
步骤5，将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令。
[0240]
具体地，步骤5包括：
[0241]
步骤5.1，接收到电网调控系统下发的调峰控制指令p
cmd
；
[0242]
步骤5.2，若p
cmd
《p0，则对当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合内的每组分布式储能系统的功率进行等比例缩小，使得分布式储能系统第一响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；并且，以当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合作为当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合；
[0243]
步骤5.3，若p
cmd
》p0，则从当前调峰时间段的分布式储能系统待响应集合中选取若干组分布式储能系统，重复步骤4，对当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充，获得当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合，当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令p
cmd
。
[0244]
步骤6，判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则重复步骤4以确定参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；若结束则进入步骤7；
[0245]
步骤7，判断本次调峰是否已经结束，其中单次调峰包括多个调峰时间段；
[0246]
若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；并进入步骤5；若结束，则进入步骤8；
[0247]
步骤8，停止调峰响应，按照调度指令以预设速率减小各组分布式储能系统的输出功率。
[0248]
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
[0249]
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
[0250]
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
[0251]
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
[0252]
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
[0253]
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指
令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
[0254]
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
[0255]
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0256]
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。