摘要：

共享储能是可再生能源实现经济消纳的解决方案之一，在适度的投资规模下，应尽力实现储能电站容量功率与消纳目标相匹配。对此，提出了考虑新能源消纳的共享储能电站容量功率配置方法，针对储能电站投运成本最低与微能源网运行经济性最优的多目标，建立了双层规划模型，其中外层模型求解电站配置问题，内层模型求解经济消纳率及微能源网优化运行问题，使用 Karush-Kuhn-Tucker (KKT)法对模型转化求解。算例分析显示：配置共享储能后，微能源网系统运行成本下降，新能源消纳率提升。研究结果证明所提构建双层规划配置的方法能较好地考虑新能源经济消纳，提高共享储能电站与微能源网运行的经济性。

研究背景：

“双碳”目标的提出标志着电力系统可再生能源化的重要转型。作为大电网的延伸，微能源网(micro-energy grid, MG)可以实现能量梯级利用，多能互补，提高能源利用效率，能够促进新能源就地消纳，较好地适应可再生能源发展的需求，对“双碳”目标的实现具有重要推动作用。传统微能源网规模较小，负荷不确定性较强，通常需要配合储能装置完成能量在时间层面的平移，但自建储能装置成本较高，用户通常难以负担，限制了储能装置在用户侧的应用。目前研究主要对共享储能参与新能源消纳模式进行了初步探索，并针对应用场景、实现方式、配置方法、评价标准等进行了分析。但他们大多针对微能源网运行方式，在考虑共享储能服务时，对电站具体配置与运行策略的研究较少。有文献虽然运用双层规划手段对共享储能电站配置问题进行了研究，但其消纳目标的选取延续了大电网全额消纳的要求，对如何实现新能源经济消纳关注较少。针对此现状，本文提出了考虑经济消纳的共享储能配置方式。首先，构建新能源消纳背景下共享储能服务多微能源网系统的商业模式，并分析其盈利原理。其次，分析新能源消纳对共享储能电站配置的影响，并提出考虑合理弃电的共享储能容量功率配置方法。再次，建立了双层规划模型，对共享储能电站配置情况及微能源网新能源经济消纳目标进行求解。最后，设置算例对本文提出的配置方法进行验证。

共享储能参与微能源网新能源消纳模式：

共享储能是一种将传统储能技术与共享经济模式相融合的储能商业应用模式，即储能电站由共享储能电站服务商投资建设，并以一定价格将储能服务提供给用户，该模式可使用户在避免高额投资的情况下使用储能系统，同时能够借助共享经济的灵活性确保储能系统的高效利用，实现共享储能电站成本的快速回收。本文分析的微能源网用户为冷热电联供型微能源网(以下简称微网)，其内部包含多种形式的功率流，满足制冷、制热、用电等能量需求。内部设备包括分布式风电机组、光伏、燃气轮机、锅炉、换热器、制冷机等。共享储能电站与微网连接情况如图所示。共享储能电站由储能电池、电站调度模块、逆变模块、及支撑平台系统组成；

图中电站调度模块可对用户用电需求及时响应，对电站充放电行为进行管理，并实现电能计量服务。相较于传统储能电站，共享储能电站母线与各微网用户分别相连，用户可以通过电站母线完成电能交换，实现多微网系统电能在空间层面的转移。共享储能电站对充放电能量以及微网间交换的能量进行计量并收取服务费用，其中微网间交换功率虽然并不直接流过储能电池，但在计量上同样视为电站先充电再放电。电站服务费用包括从微网购电费用、向微网售电费用以及附加服务费用，由电站调度模块根据电网电价、微网用电状态以及电站荷电状态等参数确定。

考虑共享储能电站服务后，用户可在电力不足时选择从储能电站购电，从储能电站购电电价在用电高峰期低于电网购电电价，在用电低谷期高于电网购电电价，以此引导用户在用电高峰期从储能电站购电，从而节省用电成本，促进风光资源的充分利用。