一种基于通信基站储能参与主辅市场的协同优化方法及装置与流程

本发明属于通信，涉及储能参与主辅市场的协同优化方法，特别是涉及一种基于通信基站储能系参与主辅市场的协同优化方法及装置。

背景技术：

1、5g技术作为新一代通信技术，其高速、低时延、大连接、广覆盖等特点，使得其在智能交通、智能制造、智慧城市等领域有广泛的应用。截至2022年，中国累计建成并开通5g基站231.2万个，基站总量占全球60％以上，在持续深化地级市城区覆盖的同时，逐步按需向乡镇和农村地区延伸，每万人拥有5g基站数达到16.4个。5g基站作为通信网络的重要组成部分，不仅可以提供高速数据传输，还可以通过储能技术将其作为储能设备，在满足基本的备电状态下参与需求响应，从而获取一定的收益。

2、目前针对5g基站储能配置的研究相对较少。现有文献提出了基站储能可以通过云储能系统实现与电网协同互动的设想，并结合工程案例验证了其可行性。现有5g基站储能分析中，提出站点叠加光伏发电系统、远供与集中供电、削峰填谷供电和融入新型电池供电的解决方案，但并未涉及基站储能的具体配置方法及模型。

3、5g基站的大规模覆盖意味着存在大量可利用的储能资源，能够参与主辅市场协同优化调度。但由于单个5g基站容量有限，只有通过聚合商作为代理来进行电力市场的参与和响应才能真正实现对这些分散且灵活的储能资源的利用。因此，亟需一种基于5g基站储能参与主辅市场的协同优化方法。

4、发明目的

5、本发明的目的就是解决现有技术中所存在的问题，提供一种基于通信基站储能系参与主辅市场的协同优化方法及装置。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种通信基站储能系统参与主辅市场的协同优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2、步骤1、通信基站运营商与通信基站储能聚合商进行信息交互，实时监测包括通信基站的储能运行状态、通信负载状态的参数，以及通信基站的运行历史数据及储能设备的配置参数；所述通信基站储能聚合商作为代理整合分散且灵活的储能资源，进行电力市场的参与和响应；

3、步骤2、所述通信基站储能聚合商搜集整理能量市场电能价格以及辅助服务市场调频容量价格和需求情况信息；

4、步骤3、根据搜集的数据集构建通信基站储能参与主辅市场的协同优化模型，以聚合商预期总成本最小为目标函数，以基站储能可调度容量、基站储能soc状态、基站储能充放电功率以及基站储能soc上下限为约束条件；

5、步骤4、根据所在地区日负荷曲线作为原始负荷数据求解步骤3中所构建的协同优化模型；

6、步骤5、分析步骤4的求解结果，对日前阶段通信基站储能聚合商参与能量市场及辅助服务市场的上报策略进行优化。

7、优选地，步骤3中所述目标函数被表示如式(1)所示：

8、minf＝ce-cr+closs                   (1)，

9、式(1)中，ce为5g基站储能群的能量市场购电净成本，cr为基站储能参与调频获得的收益，closs为基站储能充放电引起的储能损耗成本；

10、其中，ce包括通信基站运行产生的电费成本和通信基站储能低储高发获得的套利收益，表示为如式(2)所示：

11、

12、式(2)中，πt,e为t时刻能量市场电价，为基站i在t时刻的功耗，为基站储能i在t时刻的低储高放充电功率，为基站储能i在t时刻的低储高放放电功率；

13、cr与上、下调频容量与价格有关，表示为如式(3)所示：

14、

15、式(3)中，为时段t的上调频容量价格，为时段t的下调频容量价格，为基站储能i在时段t可提供的上调频容量，为基站储能i在时段t可提供的下调频容量；

16、closs与通信基站储能的充、放电功率有关，表示为如式(4)所示：

17、

18、式(4)中，cb为基站储能损耗成本系数。

19、更优选地，步骤3中所述约束条件包括通信基站储能可调度容量约束、充放电功率约束、soc等式约束和soc上下限约束；其中，所述可调度容量约束被表示为如式(5)所示：

20、

21、式(5)中，为基站储能i在t时段最大可充电容量，为基站储能i在t时段最大可放电容量；

22、所述充放电功率约束被表示为如式(6)所示：

23、

24、式(6)中，为基站储能i在t时刻的总充电功率，为基站储能i在t时刻的总放电功率，βch,t和βdiss,t为基站储能充放电状态，且βch,t,βdiss,t∈{0,1}；

25、所述soc等式约束被表示为如式(7)所示：

26、

27、式(7)中，和分别为下、上调频信号转换系数，由t时刻的系统调频信号决定，且其数值上与调频信号的关系表示为如式(8)-(9)：

28、

29、

30、式中，为t时段内υ时刻上调频信号，且为t时段内υ时刻下调频信号，且γm为t时段内上调频时刻集合；γn为t时段内下调频时刻集合；

31、所述soc上下限约束被表示为如式(10)所示：

32、si,min,t≤si(t)≤si,max,t                      (10)，

33、式(10)中，si,min,t为储能i在t时刻的soc下限，si,max,t为储能i在t时刻的soc上限。

34、优选地，所述通信基站为5g基站。

35、根据本发明的另一个方面，提供了一种通信基站储能系统参与主辅市场的协同优化装置，包括：

36、信息交互模块，用于通信基站运营商与通信基站储能聚合商进行信息交互，实时监测包括通信基站的储能运行状态、通信负载状态的参数，以及通信基站的运行历史数据及储能设备的配置参数；所述通信基站储能聚合商作为代理整合分散且灵活的储能资源，进行电力市场的参与和响应；

37、获取模块，用于所述通信基站储能聚合商搜集整理能量市场电能价格以及辅助服务市场调频容量价格和需求情况信息；

38、约束条件确定模块，用于根据搜集的数据集构建通信基站储能参与主辅市场的协同优化模型，以聚合商预期总成本最小为目标函数，以基站储能可调度容量、基站储能soc状态、基站储能充放电功率以及基站储能soc上下限为约束条件；

39、执行模块，用于根据所在地区日负荷曲线作为原始负荷数据求解所构建的协同优化模型；分析求解结果，对日前阶段通信基站储能聚合商参与能量市场及辅助服务市场的上报策略进行优化。

40、优选地，约束确定模块中所述以聚合商预期总成本最小为目标函数被表示如式(1)所示：

41、minf＝ce-cr+closs                   (1)，

42、式(1)中，ce为5g基站储能群的能量市场购电净成本，cr为基站储能参与调频获得的收益，closs为基站储能充放电引起的储能损耗成本；

43、其中，ce包括通信基站运行产生的电费成本和通信基站储能低储高发获得的套利收益，表示为如式(2)所示：

44、

45、式(2)中，πt,e为t时刻能量市场电价，为基站i在t时刻的功耗，为基站储能i在t时刻的低储高放充电功率，为基站储能i在t时刻的低储高放放电功率；

46、cr与上、下调频容量与价格有关，表示为如式(3)所示：

47、

48、式(3)中，为时段t的上调频容量价格，为时段t的下调频容量价格，为基站储能i在时段t可提供的上调频容量，为基站储能i在时段t可提供的下调频容量；

49、closs与通信基站储能的充、放电功率有关，表示为如式(4)所示：

50、

51、式(4)中，cb为基站储能损耗成本系数。

52、更优选地，约束条件确定模块中所述约束条件包括通信基站储能可调度容量约束、充放电功率约束、soc等式约束和soc上下限约束；其中，所述可调度容量约束被表示为如式(5)所示：

53、

54、式(5)中，为基站储能i在t时段最大可充电容量，为基站储能i在t时段最大可放电容量；

55、所述充放电功率约束被表示为如式(6)所示：

56、

57、式(6)中，为基站储能i在t时刻的总充电功率，为基站储能i在t时刻的总放电功率，βch,t和βdiss,t为基站储能充放电状态，且βch,t,βdiss,t∈{0,1}；

58、所述soc等式约束被表示为如式(7)所示：

59、

60、式(7)中，和分别为下、上调频信号转换系数，由t时刻的系统调频信号决定，且其数值上与调频信号的关系表示为如式(8)-(9)：

61、

62、

63、式中，为t时段内υ时刻上调频信号，且为t时段内υ时刻下调频信号，且γm为t时段内上调频时刻集合；γn为t时段内下调频时刻集合；

64、所述soc上下限约束被表示为如式(10)所示：

65、si,min,t≤si(t)≤si,max,t                      (10)，

66、式(10)中，si,min,t为储能i在t时刻的soc下限，si,max,t为储能i在t时刻的soc上限。

67、优选地，所述装置用于5g通信基站。