胡如樂 史厚建 張建中 張繼英 王曉敏

（1.南方電網(wǎng)數(shù)字企業(yè)科技（廣東）有限公司，廣東 廣州 510700；2.北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司，北京 100192）

現(xiàn)階段，社會基數(shù)電量與市場電量的變動并不頻繁，并且共存的格局在短時間之內(nèi)基本不會發(fā)生較大改變。以此，在日常的電力調(diào)度及價格調(diào)整的過程中，市場化交易偏差電量的處理和整合便成為當(dāng)前最關(guān)鍵的影響因素。為此該文對基于混合儲能技術(shù)的電力市場化交易偏差電量處理方法進(jìn)行設(shè)計與驗(yàn)證分析。所謂混合儲能技術(shù)，主要指的是以2種和2種以上的儲能路線或儲能電池進(jìn)行主動混合搭配，以此來滿足多目標(biāo)的電力處理任務(wù)，利用自身存在的基本優(yōu)勢互補(bǔ)，完成處理任務(wù)[1]。將該項技術(shù)與電力市場化交易偏差電量處理工作進(jìn)行融合，一定程度上可以進(jìn)一步擴(kuò)大當(dāng)前的電力偏差處理覆蓋范圍，逐步構(gòu)建更加靈活、多變的處理結(jié)果，更好地實(shí)現(xiàn)電力市場的穩(wěn)定過渡和發(fā)展，多方向?qū)﹄娏κ袌龅钠铍娏糠纸馀c結(jié)算問題做出調(diào)解，為后續(xù)的發(fā)展與電力系統(tǒng)的完善提供參考依據(jù)[2]。

1 設(shè)計電力市場化交易偏差電量混合儲能處理方法

1.1 結(jié)算交易偏差電量特征采集

電力市場的變化自身具有較強(qiáng)的不確定性，這也導(dǎo)致后續(xù)的偏差電量處理效果出現(xiàn)誤差，為此該文結(jié)合混合儲能基數(shù)，進(jìn)行結(jié)算交易偏差電量特征采集[3]。根據(jù)交易市場中心核定的各類電力交易數(shù)據(jù)和信息，測定機(jī)組的實(shí)時基數(shù)電量和應(yīng)結(jié)計劃基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電量，測定計算出二者之間的基數(shù)偏差電量，具體如公式（1）所示。

式中：L表示基數(shù)偏差電量；μ表示定向轉(zhuǎn)換比；c表示電量單價；?表示補(bǔ)償差值；?表示超發(fā)電量；表示偏差機(jī)組配給值。

根據(jù)以上測定，將得出的基數(shù)偏差電量設(shè)定為限制基準(zhǔn)值，然后以此為基礎(chǔ)，在相同的補(bǔ)償狀態(tài)下，對超發(fā)機(jī)組申報超發(fā)電量與發(fā)電價格進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測及標(biāo)定分析，過程中對電量的變化與單周期電力價格的變動關(guān)系進(jìn)行整合分析，獲取到其正向變動的關(guān)系[4]。

但是在該部分需要注意的是，所提取的結(jié)算交易偏差電量特征并不是固定的，而是會隨著結(jié)算范圍的變動和市場的變化做出對應(yīng)的調(diào)整，自身具有更強(qiáng)的靈活性與多變性，為后續(xù)的交易偏差電量處理奠定基礎(chǔ)條件[5]。

1.2 建立多目標(biāo)協(xié)同偏差電量處理矩陣

綜合結(jié)算交易偏差電量特征，并基于混合儲能技術(shù)，建立多目標(biāo)的協(xié)同偏差電量處理矩陣。當(dāng)前傳統(tǒng)的電力市場偏差電量處理矩陣內(nèi)置結(jié)構(gòu)多為單向，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的處理任務(wù)及目標(biāo)，但是整體的處理效率較低，針對性并不強(qiáng)，并且在實(shí)際應(yīng)用過程中對偏差電量的處理較容易受外部環(huán)境及特定因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)處理誤差和問題。

為此該文采用多目標(biāo)協(xié)同處理的方式，來強(qiáng)化處理效果。先綜合當(dāng)前電力市場的初始價格，進(jìn)行總交易電量的計算，具體如公式（2）所示。

式中：Q表示總交易電量；l表示交易周期；ρ表示單元值；z表示交易頻次；?表示交易周期隸屬度函數(shù)；γ表示權(quán)重值；ζ表示最大極限值。

根據(jù)以上測定，實(shí)現(xiàn)對總交易電量的計算。隨即以此為基礎(chǔ)，設(shè)置階段時段的交易偏差電量處理目標(biāo)，導(dǎo)入當(dāng)前的矩陣之中，基于混合儲能技術(shù)，對當(dāng)前的目標(biāo)進(jìn)行測定排序，確保矩陣可以高效分類處理。

1.3 構(gòu)建混合儲能市場化交易偏差電量處理模型

完成對多目標(biāo)協(xié)同偏差電量處理矩陣的設(shè)計之后，綜合混合儲能技術(shù)，進(jìn)行混合儲能市場化交易偏差電量處理模型的構(gòu)建。先標(biāo)定出2種或者2種以上的線路，將其作為處理環(huán)境，將設(shè)計的矩陣導(dǎo)入模型中，用于日常處理任務(wù)的傳輸和轉(zhuǎn)換。

根據(jù)計算的權(quán)重值進(jìn)行隸屬度函數(shù)的計算，確保當(dāng)前電力市場的交易偏差電量處于合理的狀態(tài)下，設(shè)計處理模型的結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。

圖1 混合儲能交易偏差電量處理模型結(jié)構(gòu)圖示

根據(jù)圖1完成對混合儲能交易偏差電量處理模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析。接下來綜合電力市場的綜合電價情況，對所產(chǎn)生的偏差電量等級進(jìn)行評定，綜合偏差總量的變動，利用模型做出處理和修正調(diào)整，保證正常的市場交易，為穩(wěn)定電力市場的秩序，強(qiáng)化模型的實(shí)踐應(yīng)用能力。

1.4 虛擬分時測定實(shí)現(xiàn)偏差電量處理

完成對混合儲能市場化交易偏差電量處理模型的構(gòu)建之后，采用虛擬分時測定的方式來最終實(shí)現(xiàn)偏差電量處理。與一般分時電價方式不同的是，一般而言，電力負(fù)荷的大范圍波動也需要在實(shí)現(xiàn)混合儲能限制和歸一化限制整合之后進(jìn)行平均化或均衡化的處理。根據(jù)每日時段，綜合用電量的變化情況進(jìn)行等效劃分，基于每一個時段的用電狀態(tài)及數(shù)值測定出單個周期的偏差電量。

設(shè)置多個測定周期，以此來總結(jié)當(dāng)前電力市場偏差電量的處理規(guī)律，綜合混合儲能技術(shù)，對每日各個時段的偏差電量進(jìn)行整合，利用設(shè)計的模型進(jìn)行修正性處理，結(jié)合實(shí)際的用電需求，盡量將偏差電量控制在合理的范圍之內(nèi)，確保電力市場的發(fā)展趨勢。

2 方法測試

該文主要是對基于混合儲能技術(shù)的電力市場化交易偏差電量處理方法的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析與驗(yàn)證，考慮最終測試結(jié)果的真實(shí)性與可靠性，采用對比的方式進(jìn)行研究，參考文獻(xiàn)設(shè)定傳統(tǒng)偏差電量市場化交易偏差電量處理測試組、傳統(tǒng)用戶需求響應(yīng)市場化交易偏差電量處理測試組以及該文所設(shè)計的混合儲能電力市場化交易偏差電量處理測試組。根據(jù)當(dāng)前測定需求及標(biāo)準(zhǔn)的變化，對最終得出的測試結(jié)果進(jìn)行對比研究，然后綜合混合儲能技術(shù)，進(jìn)行測試環(huán)境的搭建。

2.1 測試準(zhǔn)備

結(jié)合混合儲能技術(shù)，對電力市場化交易偏差電量處理方法的測試環(huán)境進(jìn)行搭建與設(shè)定。選定G區(qū)域的電力市場作為測試的目標(biāo)對象。隨機(jī)選擇5臺電力機(jī)組進(jìn)行測定，選取某省網(wǎng)內(nèi)的5臺機(jī)組為例進(jìn)行分析。機(jī)組的基數(shù)偏差電量實(shí)際情況具體如下：高成本機(jī)組負(fù)偏差電量大于正偏差電量，低成本機(jī)組負(fù)偏差電量小于正偏差電量。這在一定程度上也說明當(dāng)前的市場電力交易情況并不均衡，處于變動的狀態(tài)。此時，結(jié)合實(shí)時電力市場的波動情況，計算出當(dāng)前電力市場化電量的交易均衡基準(zhǔn)值，具體如公式（3）所示。

式中：G表示交易均衡基準(zhǔn)值；m表示負(fù)偏差控制基準(zhǔn)；n表示單價；κ表示預(yù)期發(fā)電收益；mi表示技術(shù)偏差電量；i表示調(diào)度頻次；?表示重復(fù)處理值。

根據(jù)以上設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對交易均衡基準(zhǔn)值的計算。將其設(shè)定為當(dāng)前的平衡標(biāo)準(zhǔn)，對市場化交易電量的偏差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比。接下來，綜合電力市場的周期性變化，對電力市場化交易偏差電量處理指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和分析，見表1。

根據(jù)表1完成對電力市場化交易偏差電量處理指標(biāo)及參數(shù)的設(shè)置，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行等效測試環(huán)境的搭建，同時結(jié)合混合儲能技術(shù)，進(jìn)行后續(xù)的測定研究。

2.2 測試過程結(jié)果分析

結(jié)合混合儲能技術(shù)，對G區(qū)域的電力市場及設(shè)定的5臺機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行測定與交易偏差電量處理測試。先在市場電力分析系統(tǒng)中設(shè)定的周期處理時段，具體如圖2所示。

圖2 時段電價波動圖示

根據(jù)圖2實(shí)現(xiàn)度時段電價波動的調(diào)研和分析，然后進(jìn)行市場化交易偏差電量的處理基準(zhǔn)值設(shè)置，綜合混合儲能基數(shù)，進(jìn)行等效設(shè)置，見表2。

表2 多時段偏差電量分?jǐn)偺幚頂?shù)值表

根據(jù)表2實(shí)現(xiàn)對多時段偏差電量分?jǐn)偺幚頂?shù)值的設(shè)定與分析，結(jié)合混合儲能基數(shù)，對電量的調(diào)峰比例進(jìn)行合理控制，確保偏差電量處于合理的狀態(tài)。以此為基礎(chǔ)，針對3個時段的偏差總量進(jìn)行控制，3個時段的處理效果是遞階的，計算出偏差總量，具體如公式（4）所示。

式中：N表示偏差總量；v表示覆蓋處理值；λ表示單價變化值；π表示分?jǐn)傤l次。

綜合上述測定，完成對測試結(jié)果的分析，具體如圖3所示。

圖3 測試結(jié)果對比分析圖示

根據(jù)圖3完成對測試結(jié)果的分析：和傳統(tǒng)偏差電量市場化交易偏差電量處理測試組、傳統(tǒng)用戶需求響應(yīng)市場化交易偏差電量處理測試組相比，該文所設(shè)計的混合儲能電力市場化交易偏差電量處理測試組最終得出的偏差總量被較好地控制在了400以下，說明所設(shè)計偏差電量處理方法更有效，誤差可控，具有實(shí)際的應(yīng)用價值。

3 結(jié)語

該文對基于混合儲能技術(shù)的電力市場化交易偏差電量處理方法進(jìn)行了設(shè)計與驗(yàn)證，與初始測偏差電量處理相比，該文根據(jù)混合儲能原理，設(shè)計的處理結(jié)構(gòu)更靈活、多變，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性與靈活性，在復(fù)雜的電力市場環(huán)境下，可以更有效地解決存在的基本偏差電量問題，逐步明確處理的環(huán)節(jié)及流程，消除處理過程中存在的電力計算誤差，在滿足市場剛性執(zhí)行要求的同時，便于處理目標(biāo)的定向銜接，以此來降低基數(shù)電量測定與偏差電量的均衡執(zhí)行難度，保障電力市場的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。