[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

说明书

本发明提出基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法，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混合模型；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；本发明能在安全稳定的基础上实现多能耦合储能系统综合经济效益的最大化。

技术领域

本发明涉及风光储能容量优化配置技术领域，尤其是基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法。

背景技术

在能源危机和环境问题引发全球性能源革命的大背景下，我国能源革命纵深推进，持续优化能源生产、消费结构，推动用能理念变化。我国需进一步加快能源变革转型，着力推动现代能源体系建设。在诸多新能源资源生物能、风能、光能、氢能、水能等清洁能源中，风能和太阳能具有储量丰富、取之不尽用之不竭的突出优点。因此多能互补发电系统具有非常广阔的发展前景。

然而以新能源发电为主的多能系统存在着“看天吃饭”的缺点，即发电量受到气候、季节影响，无法很好的调控以满足负荷用电需求，因此，在多能系统中增加储能系统是十分有必要的，所以需要研究如何对多能耦合储能系统进行容量配置及规划是重点。

发明内容

本发明提出基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法，能在安全稳定的基础上实现多能耦合储能系统综合经济效益的最大化。

本发明采用以下技术方案。

基于果蝇算法的多能耦合系统容量配置双层优化方法，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。

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：