Shared Energy Storage Capacity Allocation and Dynamic Lease Model Considering Electricity-Heat Demand Response

Xuanyue SHUAI; Xiuli WANG; Xiong WU; Hang ZHANG; Jie LI; Zhicheng MA

doi:10.7500/AEPS20210518003

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Shared Energy Storage Capacity Allocation and Dynamic Lease Model Considering Electricity-Heat Demand Response

Modelling Analysis and Dispatch, Control and Operation Technologies for Hundred-megawatt-level Energy Storage System | 更新时间：2025-06-16

- Shared Energy Storage Capacity Allocation and Dynamic Lease Model Considering Electricity-Heat Demand Response
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 19, Pages: 24-32(2021)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃省兰州市 730070
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Gansu Provincial Science and Technology Major Special Program (Key Technologies and Demonstration Application of Market Consumption and Dispatching Control of Solar Thermal-Photovoltaic-Wind Power New Energy Base, No. 19ZD2GA003)
- DOI：10.7500/AEPS20210518003
  CLC：
- Received：18 May 2021，
  
  Revised：2021-08-09，
  
  Published Online：01 September 2021，
  
  Published：10 October 2021
- 稿件说明：
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帅轩越,王秀丽,吴雄等.计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型[J].电力系统自动化,2021,45(19):24-32.

SHUAI Xuanyue,WANG Xiuli,WU Xiong,et al.Shared Energy Storage Capacity Allocation and Dynamic Lease Model Considering Electricity-Heat Demand Response[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(19):24-32.
帅轩越,王秀丽,吴雄等.计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型[J].电力系统自动化,2021,45(19):24-32. DOI： 10.7500/AEPS20210518003.

SHUAI Xuanyue,WANG Xiuli,WU Xiong,et al.Shared Energy Storage Capacity Allocation and Dynamic Lease Model Considering Electricity-Heat Demand Response[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(19):24-32. DOI： 10.7500/AEPS20210518003.

摘要

为了科学合理地配置共享储能系统的参数、减少不必要的投资建设成本，提出一种计及电热综合需求响应的共享储能容量优化配置模型。首先，介绍了共享储能的运营模式，并分析了以往研究中共享储能模型的不足，进而提出共享储能动态容量租赁模型。其次，针对一类电-热综合能源微网进行建模。在此基础上，提出计及电热综合需求响应下共享储能容量配置的双层优化模型，其中上层目标函数为共享储能的收益最大，下层目标函数为多微网的总运行成本最小。进一步，给出模型的算法求解流程，并基于纳什议价方法对不同微网的利益进行分配。最后，在MATLAB平台上进行算例分析，验证所提模型的可行性与有效性。结果表明：所提容量租赁模型能为各微网分配最优容量，避免了以往模型中出现的用户侧功率交互现象，更贴合实际应用场景。

Abstract

In order to scientifically and rationally configure the parameters of the shared energy storage system and reduce the unnecessary investment and construction costs

this paper proposes a model for the optimal allocation of shared energy storage capacity that takes into account the comprehensive demand response of electricity and heat. Firstly

the operation mode of shared energy storage is introduced

and the shortcomings of the shared energy storage model in previous studies are analyzed. And then a dynamic capacity lease model of the shared energy storage is proposed. Secondly

a type of electricity-heat integrated energy microgrid is modelling. On this basis

this paper proposes a bi-level optimization model for the allocation of shared energy storage capacity with consideration of the integrated electricity-heat demand response. The upper objective function is to maximize the income of shared energy storage

and the lower objective function is to minimize the total operation costs of multiple microgrids. Furthermore

an algorithm solution process of the model is given

and the profit of different microgrids are allocated based on the Nash bargaining method. Finally

a numerical example is analyzed on the MATLAB platform to verify the feasibility and effectiveness of the proposed model. The results show that the proposed capacity lease model can allocate optimal capacity for each microgrid

avoiding the user-side power interaction phenomenon in the previous model

which is more suitable for actual application scenarios.

关键词

Keywords

references

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