一种风光互补系统容量配置优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114188961A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111518066.6(22)申请日2021.12.13(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人李伟刘立王豪琦何思敏(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人余山(51)Int.Cl.H02J3/28(2006.01)H02J3/24(2006.01)H02J3/38(2006.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种风光互补系统容量配置优化方法(57)摘要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。CN114188961ACN114188961A权利要求书1/3页1.一种风光互补系统容量配置优化方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：QQD(t)＝[PFH(t)‑PPV(t)η1‑PPW(t)η2]Δt；式中：PFH(t)为t时刻系统负荷需求；PPV(t)η1为t时刻光伏组件发出的平均功率；PPW(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QQD(t)为正值，定义负荷缺电率QQDL为：式中：t0为初始时刻；n为时间序列；QQDL的取值范围为[0‑1]，取0时表面在所求时间序列范围内风光互补系统所发出的功率满足负荷需求，取1时表明在所求时间段内风光互补系统所发出的功率不能满足负荷需求；(2)新能源弃用率为：QQY(t)＝[PPV(t)η1+PPW(t)η2‑PFH(t)]Δt；新能源弃用量一般为正值，定义新能源弃用率QQYL为：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，所建立的电池储能功率需求模型为：ΔP(t)＝PFH(t)‑PPV(t)η1‑PPW(t)η2；式中ΔP(t)的正负值具有随机性，当ΔP(t)＞0时表示储能需要放电，ΔP(t)＜0时表示储能需要充电；在进行功率配置时，需要储能单元能够满足或者吸纳所求时间段内出现的最大功率缺额P1，或者最大剩余功率P2，所以储能的定额功率PED为：式中η3为储能变换器的效率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，所建立的电池储能的容量需求模型如下：当风光互补系统的发电功率小于负荷时，储能系统向电网释放的容量ΔE为：ΔE＝Δt[PFH(t)‑PPV(t)η1‑PPW(t)η2]/η4；2CN114188961A权利要求书2/3页式中η4为储能系统放电效率；当风光互补系统的发电功率大于负荷时，储能系统从电网吸收的容量ΔE为：ΔE＝Δt[PPV(t)η1+PPW(t)η2‑PFH(t)]/η5；式中η5为储能系统充电效率；系统中可以引入荷电状态SOC来反映电池剩余电量的大小，某一时刻t的荷电状态值Soc(t)可通过下式计算：Soc(t)＝[ΔE(t‑Δt)+ΔE]/EED；式中EED为储能的额定容量，ΔE(t‑Δt)为(t‑Δt)时刻储能单元的剩余电量，ΔE为Δt时间内储能吸收或者释放的电量；计及储能单元后负荷缺电率QQDL、新能源弃用率QQYL可以表示成如下方式：5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤4中，所建立的风光储能系统约束如下：(1)风光出力约束式中：为风电出力，为光伏出力，Sw表示风电的实际装机容量，Sv表示光伏的实际装机容量；(2)负荷平衡约束式中：为风电出力，为光伏出力，为储能放电，为负荷序列，为储能充电；(3)弃风弃光约束式中：为弃风总量，为弃光总量，α为弃风比例，β为弃光比例，为风电t时刻装机容量，为光伏t时刻装机容量；(4)电储能约束3CN114188961A权利要求书3/3页式中：SOCd,t为电储能当前容量，Emax电储能最大装机容量，为电储能功率约束，电储能放电速率，电储能充电速率，电储能放电状态，电储能充电状态，电储能前一时刻充