基于混合储能技术的电力市场化交易偏差电量处理方法

胡如乐 史厚建 张建中 张继英 王晓敏

（1.南方电网数字企业科技（广东）有限公司，广东 广州 510700；2.北京科东电力控制系统有限责任公司，北京 100192）

现阶段，社会基数电量与市场电量的变动并不频繁，并且共存的格局在短时间之内基本不会发生较大改变。以此，在日常的电力调度及价格调整的过程中，市场化交易偏差电量的处理和整合便成为当前最关键的影响因素。为此该文对基于混合储能技术的电力市场化交易偏差电量处理方法进行设计与验证分析。所谓混合储能技术，主要指的是以2种和2种以上的储能路线或储能电池进行主动混合搭配，以此来满足多目标的电力处理任务，利用自身存在的基本优势互补，完成处理任务[1]。将该项技术与电力市场化交易偏差电量处理工作进行融合，一定程度上可以进一步扩大当前的电力偏差处理覆盖范围，逐步构建更加灵活、多变的处理结果，更好地实现电力市场的稳定过渡和发展，多方向对电力市场的偏差电量分解与结算问题做出调解，为后续的发展与电力系统的完善提供参考依据[2]。

1 设计电力市场化交易偏差电量混合储能处理方法

1.1 结算交易偏差电量特征采集

电力市场的变化自身具有较强的不确定性，这也导致后续的偏差电量处理效果出现误差，为此该文结合混合储能基数，进行结算交易偏差电量特征采集[3]。根据交易市场中心核定的各类电力交易数据和信息，测定机组的实时基数电量和应结计划基数标准电量，测定计算出二者之间的基数偏差电量，具体如公式（1）所示。

式中：L表示基数偏差电量；μ表示定向转换比；c表示电量单价；ϑ表示补偿差值；ℵ表示超发电量；表示偏差机组配给值。

根据以上测定，将得出的基数偏差电量设定为限制基准值，然后以此为基础，在相同的补偿状态下，对超发机组申报超发电量与发电价格进行实时监测及标定分析，过程中对电量的变化与单周期电力价格的变动关系进行整合分析，获取到其正向变动的关系[4]。

但是在该部分需要注意的是，所提取的结算交易偏差电量特征并不是固定的，而是会随着结算范围的变动和市场的变化做出对应的调整，自身具有更强的灵活性与多变性，为后续的交易偏差电量处理奠定基础条件[5]。

1.2 建立多目标协同偏差电量处理矩阵

综合结算交易偏差电量特征，并基于混合储能技术，建立多目标的协同偏差电量处理矩阵。当前传统的电力市场偏差电量处理矩阵内置结构多为单向，虽然能够实现预期的处理任务及目标，但是整体的处理效率较低，针对性并不强，并且在实际应用过程中对偏差电量的处理较容易受外部环境及特定因素的影响，导致出现处理误差和问题。

为此该文采用多目标协同处理的方式，来强化处理效果。先综合当前电力市场的初始价格，进行总交易电量的计算，具体如公式（2）所示。

式中：Q表示总交易电量；l表示交易周期；ρ表示单元值；z表示交易频次；ℑ表示交易周期隶属度函数；γ表示权重值；ζ表示最大极限值。

根据以上测定，实现对总交易电量的计算。随即以此为基础，设置阶段时段的交易偏差电量处理目标，导入当前的矩阵之中，基于混合储能技术，对当前的目标进行测定排序，确保矩阵可以高效分类处理。

1.3 构建混合储能市场化交易偏差电量处理模型

完成对多目标协同偏差电量处理矩阵的设计之后，综合混合储能技术，进行混合储能市场化交易偏差电量处理模型的构建。先标定出2种或者2种以上的线路，将其作为处理环境，将设计的矩阵导入模型中，用于日常处理任务的传输和转换。

根据计算的权重值进行隶属度函数的计算，确保当前电力市场的交易偏差电量处于合理的状态下，设计处理模型的结构，具体如图1所示。

图1 混合储能交易偏差电量处理模型结构图示

根据图1完成对混合储能交易偏差电量处理模型结构的设计与分析。接下来综合电力市场的综合电价情况，对所产生的偏差电量等级进行评定，综合偏差总量的变动，利用模型做出处理和修正调整，保证正常的市场交易，为稳定电力市场的秩序，强化模型的实践应用能力。

1.4 虚拟分时测定实现偏差电量处理

完成对混合储能市场化交易偏差电量处理模型的构建之后，采用虚拟分时测定的方式来最终实现偏差电量处理。与一般分时电价方式不同的是，一般而言，电力负荷的大范围波动也需要在实现混合储能限制和归一化限制整合之后进行平均化或均衡化的处理。根据每日时段，综合用电量的变化情况进行等效划分，基于每一个时段的用电状态及数值测定出单个周期的偏差电量。

设置多个测定周期，以此来总结当前电力市场偏差电量的处理规律，综合混合储能技术，对每日各个时段的偏差电量进行整合，利用设计的模型进行修正性处理，结合实际的用电需求，尽量将偏差电量控制在合理的范围之内，确保电力市场的发展趋势。

2 方法测试

该文主要是对基于混合储能技术的电力市场化交易偏差电量处理方法的实际应用效果进行分析与验证，考虑最终测试结果的真实性与可靠性，采用对比的方式进行研究，参考文献设定传统偏差电量市场化交易偏差电量处理测试组、传统用户需求响应市场化交易偏差电量处理测试组以及该文所设计的混合储能电力市场化交易偏差电量处理测试组。根据当前测定需求及标准的变化，对最终得出的测试结果进行对比研究，然后综合混合储能技术，进行测试环境的搭建。

2.1 测试准备

结合混合储能技术，对电力市场化交易偏差电量处理方法的测试环境进行搭建与设定。选定G区域的电力市场作为测试的目标对象。随机选择5台电力机组进行测定，选取某省网内的5台机组为例进行分析。机组的基数偏差电量实际情况具体如下：高成本机组负偏差电量大于正偏差电量，低成本机组负偏差电量小于正偏差电量。这在一定程度上也说明当前的市场电力交易情况并不均衡，处于变动的状态。此时，结合实时电力市场的波动情况，计算出当前电力市场化电量的交易均衡基准值，具体如公式（3）所示。

式中：G表示交易均衡基准值；m表示负偏差控制基准；n表示单价；κ表示预期发电收益；mi表示技术偏差电量；i表示调度频次；ℑ表示重复处理值。

根据以上设定，实现对交易均衡基准值的计算。将其设定为当前的平衡标准，对市场化交易电量的偏差标准进行对比。接下来，综合电力市场的周期性变化，对电力市场化交易偏差电量处理指标及相关参数进行设置和分析，见表1。

根据表1完成对电力市场化交易偏差电量处理指标及参数的设置，以此为基础，进行等效测试环境的搭建，同时结合混合储能技术，进行后续的测定研究。

2.2 测试过程结果分析

结合混合储能技术，对G区域的电力市场及设定的5台机组运行进行测定与交易偏差电量处理测试。先在市场电力分析系统中设定的周期处理时段，具体如图2所示。

图2 时段电价波动图示

根据图2实现度时段电价波动的调研和分析，然后进行市场化交易偏差电量的处理基准值设置，综合混合储能基数，进行等效设置，见表2。

表2 多时段偏差电量分摊处理数值表

根据表2实现对多时段偏差电量分摊处理数值的设定与分析，结合混合储能基数，对电量的调峰比例进行合理控制，确保偏差电量处于合理的状态。以此为基础，针对3个时段的偏差总量进行控制，3个时段的处理效果是递阶的，计算出偏差总量，具体如公式（4）所示。

式中：N表示偏差总量；v表示覆盖处理值；λ表示单价变化值；π表示分摊频次。

综合上述测定，完成对测试结果的分析，具体如图3所示。

图3 测试结果对比分析图示

根据图3完成对测试结果的分析：和传统偏差电量市场化交易偏差电量处理测试组、传统用户需求响应市场化交易偏差电量处理测试组相比，该文所设计的混合储能电力市场化交易偏差电量处理测试组最终得出的偏差总量被较好地控制在了400以下，说明所设计偏差电量处理方法更有效，误差可控，具有实际的应用价值。

3 结语

该文对基于混合储能技术的电力市场化交易偏差电量处理方法进行了设计与验证，与初始测偏差电量处理相比，该文根据混合储能原理，设计的处理结构更灵活、多变，具有更强的稳定性与灵活性，在复杂的电力市场环境下，可以更有效地解决存在的基本偏差电量问题，逐步明确处理的环节及流程，消除处理过程中存在的电力计算误差，在满足市场刚性执行要求的同时，便于处理目标的定向衔接，以此来降低基数电量测定与偏差电量的均衡执行难度，保障电力市场的良性运转。