1背景介绍

        随着“双碳”政策的推动与光伏技术的发展,以产销者社区为主的新型光伏消纳主体得到迅速发

展[1-2]。光伏产销者社区不仅可以降低用户的用能成本,还可以促进光伏的就地消纳[3-4]。目前,光伏产销者社区内部投资主体单一,多以配置独立储能为主,造成光伏及储能的实际利用率较低、投资成本较大。利用不同类型产销者的能量产销差异性及充放电需求差异性进行内部电力互补和储能共享,可以进一步提高光伏和储能的利用率,降低投资成本。因此,在投资规划阶段考虑多主体的利益交互与协调互补特性进行分布式光伏与共享储能的容量配置,对推动光储系统的协调发展具有重要的指导意义。

        目前,国内外对光伏产销者社区光储容量优化配置已展开了大量研究,根据分布式光伏与储能的结合,大致可以分为以下两种情况。对已有分布式光伏进行储能容量优化配置方面,文献[5]基于内部供需比定价的基础上分别对光伏产销者社区分布式储能和集中式储能进行容量优化配置。文献[6]为解决光伏产销者单独配置储能容量过大问题,建立了两阶段储能容量优化配置方法。在分布式光伏与储能协同规划方面,文献[7]以负荷缺电率为指标,考虑当地的辐照度及环境温度,对独立光伏系统中光储容量进行优化配置。文献[8]在对光伏、储能老化机制评估的基础上,通过经济指标确定光伏-储能的最佳容量配置。以上文献以光伏产销者社区为研究对象,对产销者社区分布式光伏与储能容量优化配置展开研究。其中,储能均是作为被动的调度单元,无法体现储能的独立决策能力。同时,对于储能均是针对光伏产销者独立配置为主,投资成本大,利用率低。为此,亟须研究提升储能灵活性与经济性的新运营模式。

        共享储能利用其规模性以及不同用户储能需求的时空互补性,分时复用,有效提升储能的灵活性与经济性[9]。文献[10]提出了共享储能在发电侧应用的一种方法,通过储能的共享来提高各风电场储能资源的灵活性及经济性。文献[11]以共享经济为出发点,探讨了现货市场中储能资源共享情况,并通过非合作博弈的方法建立了共享储能的通用模型。文献[12]借鉴航空等领域的超售运营策略,建立了共享模式下社区分布式光伏与储能的联合运行模型,从而提高储能资源的利用率及社区内用户的用电经济性。文献[13]提出了共享场景下计及用户和储能供应商投资效益的双层储能配置和运营方法,通过容量租赁的方法提高储能资源利用的灵活性。将共享储能作为独立的决策主体引入到产销者社区内部光储容量优化配置中,可以提高分布式光伏及共享储能的利用率,降低产销者的投资成本。然而,随着光伏产销者社区内部产销者类型的增多,各参与者作为独立的决策主体参与分布式光伏与共享储能投资规划时,不同投资主体的利益交互对光储容量的优化配置具有重要的影响。为此,亟须研究兼顾多方利益诉求的分布式光伏与共享储能协同规划方法。

2基本模型

2.1 产销者社区共享储能系统框架

        本文考虑的光伏产销者社区共享储能框架如图 1所示。共享储能作为一个独立的决策主体与产销者社区的若干个分布式光伏产销者组成联盟,联盟内的分布式光伏产销者包括居民型光伏产销者、工业型光伏产销者或者商业型光伏产销者。不同类型的光伏产销者利用彼此间的源-荷差异性进行电力交互,同时通过各自充放电需求的互补性与共享储能进行功率交互。

        由图 1 可知,在光伏产销者社区内部,储能运营商建立一个集中式储能来满足各分布式光伏产销者的储能需求,通过满足不同时刻充放电需求进行获利。联盟内部通过建立自己的电力交易价格机制来约束各参与者的电力交易行为,具体的电力交易由产销者社区的能源管理中心执行。

2.2 含共享储能的分布式光伏产销者社区运行策略

        合理的运行策略有助于提高分布式光伏产销者社区的光伏就地消纳能力及储能的利用率。光伏产销者社区内部,每个光伏产销者及储能运营商均配备了智能电能表,用来记录社区内部光伏产销者与储能运营商之间的电量交易情况。产销者与产销者之间,产销者与共享储能之间存在着双边电量交易。不同类型的光伏产销者社区建立各自的光伏发电系统(住宅小区光伏产销者或者商业楼光伏产销者),在满足自身负荷需求后,如果有盈余,首先将多余的电量在其他产销者社区之间进行出售,然后将剩余的功率出售给储能运营商进行充电,最后将剩余的功率出售给电网。同样当产销者出现功率缺额时,首先从其他产销者处购电,其次是储能运营商,最后才是从电网购电。分布式光伏产销者社区具体的运行策略如下。

3.结果展示

4.完整代码

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