[发明专利]一种风光互补系统容量配置优化方法

说明书

一种风光互补系统容量配置优化方法，它包括以下步骤：步骤1：建立风光互补系统的技术指标；步骤2：建立电池储能功率需求模型；步骤3：建立电池储能的容量需求模型；步骤4：建立风光储能系统约束；步骤5：以初始投资年均成本最小为目标函数建立模型；步骤6：求解储能最优容量配置。本发明的目的是为了解决在现有储能容量配置方法中，绝大多数是以系统运行成本最低为单目标函数进行优化，这种技术一味追求经济性却忽略了系统本身的可靠性与稳定性的技术问题。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及风光互补技术，具体涉及一种风光互补系统容量配置优化方法。

背景技术

目前风能和太阳能已经得到广泛应用，也是新能源领域中最具开发规模的能源，但是风能和太阳能具有一定的随机性和波动性，这是在任何时候都避免不了的，虽然风光在一定程度上具有天然的耦合性，但是在常规火电机组调峰能力、备用容量以及爬坡能力的约束，还是产生了大量的弃风弃光，由此含储能装置的风光互补系统得到了广泛的应用。

在目前含储能单元的风光互补系统中，大多数研究者只是针对单目标进行储能容量的优化，比较主流的技术是以储能投资运行成本最低为目标函数，采用遗传算法或者粒子群算法进行优化。例如在《风光储微网系统蓄电池容量优化配置方法研究》中采用了三种方法进行储能容量优化，但是这三种方法中或是就技术性或是就经济性进行优化，这种单纯的以经济性指标进行系统的优化会导致系统的可靠性降低，所以，在考虑风光互补系统可接入储能容量的时首先要保证系统的可靠性与稳定性，本文在第一阶段以负荷缺电率作为约束，首先在保证了系统稳定性的前提下进行了系统储能容量的优化，从而为这类系统的优化设计提供科学指导。

发明内容

本发明的目的是为解决在现有储能容量配置方法中，绝大多数是以系统运行成本最低为单目标函数进行优化，这种技术一味追求经济性却忽略了系统本身的可靠性与稳定性。负荷缺电率作为衡量系统稳定性的指标之一，本发明在第一阶段中以负荷缺电率为约束，首先保证了系统地可靠性与稳定性，第二阶段模型确定储能容量的同时降低了系统的成本，在降低系统成本的同时保证系统的可靠性与稳定性，从而为这类系统的安全稳定运行提供一种全新的技术方案。

一种风光互补系统容量配置优化方法，它包括以下步骤：

步骤1：建立风光互补系统的技术指标；

步骤2：建立电池储能功率需求模型；

步骤3：建立电池储能的容量需求模型；

步骤4：建立风光储能系统约束；

步骤5：以初始投资年均成本最小为目标函数建立模型；

步骤6：求解储能最优容量配置。

在步骤1中，建立的风光互补系统技术指标如下：

(1)负荷缺电率表示为：

Q_QD(t)＝[P_FH(t)-P_PV(t)η₁-P_PW(t)η₂]Δt；

式中：P_FH(t)为t时刻系统负荷需求；P_PV(t)η₁为t时刻光伏组件发出的平均功率；P_PW(t)η₂为风电发出的平均功率；η₁为逆变器C₁效率；η₂为逆变器C₂的效率。

负荷缺电量Q_QD(t)一般为正值，定义负荷缺电率Q_QDL为：