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深度|需求侧资源如何化零为整参与辅助服务?(2)

北极星售电网  来源:电网技术    2019/11/6 11:51:23  我要投稿  

2)持续时间。

持续时间是指完全响应调度指令后,备用资源需要保持该状态的最短时间。仍以旋转备用为例,有的市场要求持续时间为30 min,也有的市场要求达到60 min、120 min甚至更久。单体负荷资源,由于自身用电需求的刚性,无法像发电机组那样保持长时间的功率输出或输入,但通过轮换控制的方式,使负荷集成体总体的持续时间达到辅助服务持续时间的要求。

3)可用性。

可用性是指在实时调用过程中,中标资源能否完成对调度指令的响应,按指令上线运行。由于需求侧的设备很少像发电机组这样专门从事电力生产,自身的用电需求存在一定刚性,加之其提供辅助服务的能力与其工况密切相关,这就限制了单体资源的可用性概率。VPP则由大量单体资源组合得到,只要集成资源个体数量足够多,甚至可以获得比发电机组更好的可用性。

可参考成熟电力市场中的备用服务品种的技术要求,将上述3个性能要求划分为3个区间,分别对应持续时间、响应时间和可用性的低、中、高性能指标,如表1所示。不同性能的可控负荷共27种(见附表1),将性能评分总值归一化处理得到性能综合评分后,得到7个分档的负荷资源。

25.png

要实现对负荷迅速、可靠、可重复的控制,需要部署自动化控制装置,并将其与AGC系统连接。整个自动控制系统包括:通信系统、软硬件网关、基于标准化的通讯协议、控制和集成平台、测量和遥感系统等。文献[23]经过对多个实际需求侧自动化改造和试点项目的统计,提出实施自动化控制的集成平均成本约为200<img src="http://e-press.dwjs.com.cn/dwjs/periodical/html/2019-43-08-2808/1.png" "="" style="box-sizing: border-box;">/ (MW·h)。考虑空调、电锅炉、电储能装置、工业生产设备、生活电器等不同设备自身投资成本和运行要求的差异,集成成本在平均成本的基础上有一定差异,详见附表1。

2 需求侧资源的可用性等效概率

电力辅助服务市场中,作为目前主要备用资源的火电和水电等传统电源,技术成熟、运行稳定。当前执行的辅助服务技术规范和市场规则最初也是根据这些机组的特性制定的。因此,对于备用服务的可用性要求也相应比较高。不论是通过备用市场出清还是双边协商,一旦确定备用责任,则要求备用资源在被调度时具有很高的可用性,调用失败的考核也相对严格。

集成商所掌握的资源处于需求侧,包括大量的用户电气设备,以及一部分电储能装置。需求侧资源的可用性受其用电状态的影响,兑现中标容量须确保该部分容量在相应时段的处于运行状态,且可以降低负荷电力或停止运行;储能装置可用性则受其充放电状态的影响,要兑现中标容量须在相应时段有足够的充放电能力以满足持续时间的要求。如前文所述,这些资源有其自身运行的技术经济特点,单独个体在可用性上难以与传统电源相比,但是由于数量众多,可以通过一定策略作为一个集合体统一控制,达到足够的可用性概率,从而实现备用资源的可用性等效。

可用性等效概率本质上是一个机会约束,可以用下式表述:

21.png

3 集成商辅助服务资源投标策略模型

集成商参与电力辅助服务市场的备用资源组合优化需要决策两个问题:首先,集成商要筹划参与不同辅助服务品种各有的预期中标容量,这取决于对各类辅助服务价格的预测和资源集成成本的控制,并考虑资源组合可用性对考核费用的影响;其次,要完成所掌握资源对应时段的VPP组合,使其投标容量能达到相应辅助服务品种的性能要求,需要引入机会约束参与优化。集成商辅助服务资源投标决策过程如图2所示。

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22.png

模型需要满足以下约束条件:

1)投标容量上限约束。

此处假设集成商作为价格接受者参与辅助服务市场,并不影响市场边际价格,其对参与电力辅助服务市场收入的预期是基于过往成交历史数据得到的预测价格,因此引入一个最大投标需求Dj,t,maxDj,t,max作为约束,使之投标容量控制在一个不影响市场出清价格的范围内。

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