[发明专利]一种限定联络线上功率波动的光-蓄系统容量优化方法

说明书

本发明公开了一种限定联络线上功率波动的光‑蓄系统容量优化方法，通过构建双层优化模型实现光‑蓄系统最优容量配置和抽蓄最优运行调度；具体讲，以最小化系统投资成本以实现外层目标，再基于外层目标给出的系统装机容量，对光‑蓄系统进行优化运行来满足联络线功率波动指标以实现内层目标；这样通过双层模型使光‑蓄系统能相互关联、相互制约，既能保证经济性也能满足联络线功率波动指标，从而使光‑蓄系统具有较高的经济性和稳定性。

技术领域

本发明属于新能源互补发电技术领域，更为具体地讲，涉及一种限定联络线上功率波动的光-蓄系统容量优化方法。

背景技术

促进绿色能源的发展有助于推动绿色、环保发展战略。产生电能，从而满足人们对日常生活和社会发展的电能需求。对可再生清洁能源的开发和利用不仅可以有效减少污染物的排放量，而且在偏远山区就地利用自然资源产生电能，能有效地减少主网向其输送电能的经济成本。截至2019年初，国家能源局发布了我国2018年全年太阳能光伏发电新增装机容量44260MW，仅次于2017年新增装机，为历史第二高；其中，集中式和分布式光伏电站分别新增23300 MW 和20960 MW；但由于光伏的发电曲线与负荷需求曲线在时序上存在差异，其制约了光电规模化的消纳；采用新能源互补发电技术是新能源电力综合利用的有效途径；抽水蓄能电站具有发电成本低、调节能力强等优势，是实现新能源互补发电的重要中转枢纽。针对新能源互补发电技术，可定义一个或多个优化目标并采用单层或者双层优化算法对问题进行求解，使得互补系统处于最优容量和最佳运行方式下，即有效地缓解“弃光”问题，提升系统的经济效益和稳定性。

近年来，众多学者专家在光伏互补发电技术和平抑光伏波动领域取得了不少成果；例如，文献“Ramp-rate control approach based on dynamic smoothing parameterto mitigate solar PV output fluctuations,International Journal of ElectricalPowerEnergy Systems,vol.96,pp.296-305,2018”提出了一种新的基于指数平滑(exponential smoothing,ES)方法的爬坡速率控制策略；其平滑参数σ随着光伏的不同爬坡速率而变化，进一步的平滑参数用于控制蓄电池系统的充/放电状态，该指数平滑方法能有效地减小蓄电池的容量和延长其使用寿命；文献“Pumped storage-based standalonephotovoltaic power generation system:Modeling and techno-economicoptimization,Applied Energy,vol.137,pp.649-659,2015”定义以技术-经济指标为光伏/抽水蓄能混合系统的优化目标，使用遗传算法对优化目标进行求解，实现了光伏/抽水蓄能互补能源系统的最佳容量配置；文献“A new generation of small hydro andpumped-hydro power plants:Advances and future challenges,Renewable andSustainable Energy Reviews,vol.31,pp.746-761,2014”从可持续发展的角度，对小型水电站和抽水蓄能电站的发展前景做出了展望，提出了水轮机设计、厂房规划和管理方面的进展和未来的挑战。抽水蓄能电站充分发挥了其在电力系统中的双重角色——电源/负荷，有效地实现了光伏-抽水蓄能互补能源系统持续稳定、持续地输出电能。所述互补发电系统中接入了可再生能源发电单元和储能单元，因此需要提出一种限定联络线功率波动的最优容量配置的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种限定联络线上功率波动的光-蓄系统容量优化方法，在考虑光伏出力具有随机性与波动性，以及抽水蓄能具有快速调节能力等特性下，通过双层优化实现光-蓄系统的最优容量配置。

为实现上述发明目的，本发明一种限定联络线上功率波动的光-蓄系统容量优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、构建光-蓄系统的出力模型；