[发明专利]一种光储联合系统容量配置方法

权利要求书

1.一种光储联合系统容量配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)建立指标；以及根据所建立的指标构建光储系统容量优化配置目标函数模型F，所述模型F以全寿命周期内经济性最优为目标；所建立的指标包括：用于表示光伏系统收益的参数I₁，用于表示光储联合系统环保效益的参数I₂，用于表示光储联合系统延缓电网扩建效益的参数I₃，用于表示减少停电损失收益的参数I₄，用以表示光储联合系统电池储能全寿命周期成本的参数O₂，用于表示从电网中的购电成本的参数O₃；

光储系统容量优化配置目标函数模型F为：

F＝min{I₁+I₂+I₃+I₄-O₂-O₃}

其中，光伏系统收益I₁通过以下公式得出：

光伏系统收益I₁＝售电收益S₁-光伏系统成本O₁

O₁＝P₀C_pv (1-2)

式中，q为光储系统的售电电价，P_l(t)为t时段的负荷需求，Δt为功率数据的采样间隔，T为测试周期，P₀为光伏装机容量，C_pv为光伏容量单价；

环保收益I₂通过以下公式得出：

式中，α为太阳能替代标准煤发电系数，即1kWh光伏发电替代标准煤的质量，E_pv为光伏在全寿命周期内的发电量，ρ_fossil为煤的单价，ρ_CO2为CO₂在电网中的交易价格，为1MWh的电能向大气排放的CO₂的质量；

延缓配电网容量扩建效益I₃通过以下公式得出：

式中，e_up为配电网单位容量扩建费用，P_ba为储能系统充放电功率，i为折旧率，n为光储系统使用年数；

减少停电损失收益I₄通过以下公式得出：

I₄＝β·E_pv (1-5)

式中，β为减少停电损失收益系数，E_pv为光伏发电总量；

电池储能全寿命周期成本O₂通过以下公式得出：

式中，B为储能系统充放电单价，x(t),y(t)为储能在t时段的充放电状态，充电时x(t)＝1时，y(t)＝0，放电时x(t)＝0时，y(t)＝1，P_char(t)为储能充电功率，P_dischar(t)为储能放电功率；

电网购电成本O₃通过以下公式得出：

式中，P_g(t)为t时刻从电网购电的功率，s为从电网中购电的电价；

(2)建立控制策略，使光储联合系统根据指定策略运行，确保能够找到光储联合系统的最优配置，所述控制策略针对不同地区日照光特性和负荷特性匹配程度，以“高储低发”为基本原则，即在光伏功率大于负荷功率时对储能系统充电，在光伏功率小于负荷功率时选择经济最优情况由储能系统放电满足负荷需求，同时根据当地地区的峰谷电电价，在最经济的情况下放电以满足负荷需求，所述控制策略具体为：

当前时段处于用电低谷时段时，若光伏系统不能满足负荷需求，则剩余负荷由系统购电来满足；若光伏系统能够满足负荷需求，则多余电量由储能系统充电，如功率大于储能系统充放电功率限制则停止充电，多余部分弃光；如果储能容量已满，则停止充电，多余部分弃光；

当前时段处于用电高峰时段时，若光伏系统不能满足负荷需求，则剩余负荷由储能系统放电来满足，如功率大于储能系统充放电功率限制则由系统购电满足；若光伏系统能够满足负荷需求，则多余电量由储能系统充电，如功率大于储能系统充放电功率限制则停止充电，多余部分弃光；如果储能容量已满，则停止充电，多余部分弃光；

(3)遵循一定约束配置光储联合系统的容量，并实施如上所述控制策略，根据目标函数F，确定当F取最小值时唯一的光储联合系统配置，配置光储联合系统时遵循以下约束：

(a)光储联合系统电量平衡约束，即充放电要根据光伏系统和负荷的参数进行调整，具体约束条件如下：

其中和分别是系统每日高峰和低谷负荷量，和分别是光伏电池板在负荷高峰和低谷所直接提供的发电量，和分别是储能电池在负荷高峰和低谷提供的放电量，η⁺和η^-分别为储能电池的充电效率和放电效率；

(b)储能系统功率约束：

O≤P_mc≤P_rated

O≤P_mf≤P_rated

其中P_mc为储能系统充电功率，P_mf为储能系统放电功率，两者均要满足储能电池额定充电功率P_rated的限制；

(c)储能系统SOC约束：

SOC_min≤SOC≤SOC_max

SOC_min为储能系统SOC下限，SOC_max为储能系统SOC上限。