[发明专利]一种风力发电与光热发电系统容量配比优化方法

摘要

本发明公开了一种风力发电与光热发电系统容量配比优化方法，用于解决风力发电与光热发电系统容量优化配置的问题，其通过联合发电系统数学建模、设定优化目标和规则，基于Matlab平台开发出的优化配置计算方法，a.通过获取全年的风速数据、系统发电目标数据、系统约束条件数据；b.根据联合发电系统数学模型，计算每小时初始发电系统中风力发电功率和光热发电功率数据；c.根据设置有约束条件、目标值和优化规则进行计算波动率；d.以设置的步长改变风力发电系统和光热发电系统的容量，重复步骤b和c；直到求出波动率最小时停止计算，输出风电系统容量和光热发电系统容量及其比值；本发明能实现风力发电与光热发电系统联合出力波动最小下容量的优化配置。

主权项

1.一种风力发电与光热发电系统容量配比优化方法，其特征在于：其包括如下步骤：a.获取全年的风速数据、系统发电目标数据、系统约束条件数据和光热发电系统容量步长；所述系统约束条件数据包括光热系统出力上限比例Up和光热系统出力下限比例Low；b.根据风力发电模型和风速数据计算t时刻对应风速为V时风力发电机的输出功率P_wind(t)数据，计算公式(1)如下：式中：P_wind(t)为t时刻对应风速为V时风力发电机的输出功率；即风速V是在t时刻的风速；V₁为风力发电机的启动风速；V₂为风力发电机的额定风速；V₃为风力发电机的切出风速；a、b、c为利用风力发电机的功率曲线得到的拟合参数；P₀为风力发电机的额定功率；c.根据步骤b计算得到的t时刻对应风速为V时风力发电机的输出功率P_wind(t)和设定的系统发电目标值P_obj(t)计算全年每小时发电出力的功率缺额ΔP(t)，计算公式(2)如下：ΔP(t)＝P_obj(t)‑P_wind(t)(2)d.分三种区间，判断功率缺额ΔP(t)的大小：(1)当ΔP(t)＜Low·P_csp(t)时，此时系统功率缺额ΔP(t)小于光热系统额定出力下限，则波动率κ_Low为光热系统发电量W₁为W₁＝Low·P_csp(t)，其中，P_csp(t)表示光热系统额定出力；t表示任意小时，单位h；T表示时间长度，单位h；Low为光热系统出力下限比例；κ_Low表示光热系统额定出力下限对应的波动率；(2)当Low·P_csp(t)≤ΔP(t)≤Up·P_csp(t)时，此时系统功率缺额ΔP(t)大于等于光热系统额定出力下限且小于等于光热系统额定出力上限，则波动率κ＝0，光热系统发电量W₂为W₂＝ΔP(t)；其中，P_csp(t)表示光热系统额定出力；Low为光热系统出力下限比例；(3)当ΔP(t)＞Up·P_csp(t)时，此时系统功率缺额ΔP(t)大于光热系统额定出力上限，则波动率κ_Up为光热系统发电量W₃为W₃＝Up·P_csp(t)；其中，P_csp(t)表示光热系统额定出力；Up为光热系统出力上限比例；κ_Up表示光热系统额定出力上限对应的波动率；e.根据设定的光热发电系统容量步长，默认为1MW，重复步骤c和d，直到计算得到系统波动率的最小值κ_min停止；f.得到最小波动率κ_min下的光热系统发电量W_csp为W_csp＝W₁+W₂+W₃和装机容量P_csp；g.通过步骤f得到的光热系统发电量W_csp和装机容量P_csp，计算得到光热系统年等效利用小时数T_csp为