一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114977299A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210687445.6(22)申请日2022.06.16(71)申请人国家电网公司西南分部地址610000四川省成都市武侯区蜀绣西路299号(72)发明人周泓魏明奎路亮蔡绍荣陶宇轩沈力文一宇张鹏江栗王庆杨宇霄(74)专利代理机构成都智言知识产权代理有限公司51282专利代理师胡文莉(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/32(2006.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书5页说明书12页附图6页(54)发明名称一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法(57)摘要本发明属于新能源发电技术领域，尤其涉及一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法；构建多能互补发电系统，建立多能互补发电系统出力模型；以多能互补发电系统的收益率为优化目标，建立容量优化配置模型；获取多能互补发电系统的约束条件；以多能互补发电系统并网后电网中的网络损耗以及节点电压偏差和为优化目标，建立并网位置优化模型；建立双层优化模型，外层是容量优化配置模型，内层为并网位置优化模型；本发明的多能互补系统包含了风电、光伏、水电、火电以及储能五种能源形式，充分考虑风光水资源的天然互补特性和火电、储能的调峰能力，通过构建双层优化模型，对多能互补发电系统进行选址定容，实现并网点最佳位置的选取。CN114977299ACN114977299A权利要求书1/5页1.一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建采用功率平衡工作模式的风光水火储多能互补发电系统，建立多能互补发电系统出力模型；所述多能互补发电系统出力模型包括：风电出力模型、光伏出力模型、水电出力模型、火电出力模型和储能充放电模型；步骤2：以风光水火储多能互补发电系统的收益率为优化目标，建立风光水火储多能互补发电系统的容量优化配置模型；步骤3：获取风光水火储多能互补发电系统的约束条件；所述约束条件包括：水电机组出力约束、火电机组出力约束、火电机组爬坡约束、储能系统SOC约束、储能系统充放电功率约束、风光水火储多能互补发电系统与电网的功率交换约束、风光水火储多能互补发电系统能量缺失约束以及溢电率约束；步骤4：以多能互补发电系统并网后电网中的网络损耗以及节点电压偏差和为优化目标，建立并网位置优化模型；步骤5：建立双层优化模型，外层是风光水火储多能互补发电系统的容量优化配置模型，内层是所述并网位置优化模型，通过双层优化循环迭代，获取所述双层优化模型的解，即得到多能互补发电系统选址定容的规划方案。2.根据权利要求1所述的一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法，其特征在于，所述风电出力模型为：式中：v(t)表示t时刻风机轮毂的风速；vwind(t)表示t时刻测风点的风速；h表示轮毂高度；hw表示测风点高度；Pwind(t)表示t时刻风电机组输出功率；Pwn表示风电机组额度功率；Vin表示切入风速；Vr表示额定风速；Vout表示切出风速；所述光伏出力模型为：式中：Ppv(t)为t时刻光伏电池组的出力功率；Lsolar(t)为t时刻光伏电池所处区域的太2阳辐射强度，单位为kW/m；m为光伏电池的降容系数；Ppvn为光伏电池处于标准测试条件下的标称功率；α为功率温度系数，取值‑0.0045/℃；TC(t)为t时刻光伏电池组工作的实际温度；Tstc为光伏电池组工作标准温度：25℃；Ttemp(t)为t时刻光伏电池所处环境温度；Noct为光伏电池组标称温度：46.5℃；所述水电出力模型为：2CN114977299A权利要求书2/5页2PH(t)＝aH×q(t)+bH×q(t)+cH；式中：PH(t)为t时刻水电机组输出功率；aH、bH、cH分别为水电机组的水能‑电能转换系数；q(t)为t时刻水电站的发电流量；所述火电出力模型为：PT(t)∈[0,PTn]；式中：PT(t)表示t时刻火电机组输出功率；PTn表示火电机组额定功率；所述储能充放电模型为：充电：放电：式中：SOC(t+1)、SOC(t)分别表示t+1和t时刻的荷电状态；PES(t)表示t时刻充放电功率；ηc、ηdisc分别表示充、放电效率；Sn表示储能的额定容量。3.根据权利要求1所述的一种风光水火储多能互补发电系统选址定容的优化方法，其特征在于，步骤1中所述功率平衡工作模式为：风光水火储多能互补发电系统的可再生能源风电、光伏以及水电分别根据自然条件进行发电，当可再生能源发电功率大于或等于负荷需求时，多余功率首先由储能系统充电进行消纳，其次再出售给电网，最后若还存在多余电量的，则进行弃电操作；当可再生能源发电功率小于负荷需求时，首先由储