[发明专利]基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法

权利要求书

1.基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法，其特征在于：包括以下方法：

方法一、以抽水蓄能电站和蓄电池构成储能系统，通过减少储能系统在储能和放电过程中损失的电能及减少水泵及水轮机的工作次数来降低投资成本；

方法二、以储能系统的投资成本最低为评价函数来建立蓄电池及抽水蓄能水电站混合模型；设置混合模型的约束条件，以储能配置容量作为优化变量；在规划模型中嵌入运行过程，得到双层规划模型；

方法三、在双层规划模型的上层规划中，以系统在安全稳定的基础上实现综合经济效益的最大化作为评价函数，下层规划以直观分析为依据，通过分析得到日充放电策略；

方法四、基于果蝇优化算法求解双层规划模型的配置方案，并经逐步迭代得到最佳容量配置方案。

2.根据权利要求1所述的基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法，其特征在于：所述方法二包括以下步骤；

步骤一：建立抽水蓄能电站模型，把抽水蓄能电站作为新能源发电的第一种储能方式，并以其削峰填谷作用弥补新能源发电不稳定的缺点，混合模型中的抽水蓄能电站数学模型由水泵水轮机出力模型组成，抽水蓄能电站运行在抽水状态时，水泵转轴上的传递功率为：

式中，N_r为单位转速，T_m为单位力矩，D_d为转轮直径，L_d为上下游水位差；

步骤二：用蓄电池作为新能源发电的第二种储能方式，在混合模型中的蓄电池数学模型中，以储能电池的充放电和剩余电量两方面因素进行计算，公式为；

放电过程：

充电过程：

式中，SOC(t)表示t时刻储能电池的剩余电量，σ表示为自放电率，P_c和P_d分别表示为储能电池的充电功率、放电功率，η_c和η_d分别表示为储能电池的充电效率、放电效率，E_c表示储能电池的额定容量；

步骤三：混合模型中，水泵及水轮机总成本的计算公式为：

式中，M_pump为抽水蓄能电站水泵水轮机的数量；C_pump为抽水蓄能电站水泵水轮机的单价；C_REpp为抽水蓄能电站水轮机的替换成本；C_OMpp为抽水蓄能电站的运维成本；T_pump为抽水蓄能电站水轮机的寿命周期；r为折现率；T_a为项目周期；

步骤四：混合模型中，蓄电池总成本的计算公式为：

式中N_b为蓄电池的数量；C_b为蓄电池的单价；C_REb为单位蓄电池的替换成本；T_b为蓄电池的寿命周期；C_OMb为单位蓄电池的运行维护成本；

步骤五：在混合模型所表述的由抽蓄电站和蓄电池组成的储能系统中，由抽水蓄能电站承担不平衡功率中的基本部分，而蓄电池承担其中的波动部分；通过减少水泵水轮机的工作次数来减少储能过程中额外的损失和费用，并使得储能系统负荷缺电率LPSP(loss ofpower supply probability)满足要求，以公式表述为：

式中Elps表示负荷缺电量，El表示负荷总需求电量；

步骤六：按储能系统工程中抽蓄电站和蓄电池的工作特性以及多能系统运行指标，建立约束条件如下：

式中m为水库水轮机个数，n为蓄电池个数，E_p为上游水库容量，E_b为蓄电池容量，α为不平衡功率中基本部分所占的比例，β为负荷中重要负荷所占比例。