基于多目标优化的风-光-燃气-海水抽水蓄能孤立电力系统容量优化配置方法.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CN106600022A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201510682872.5(22)申请日2015.10.20(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人江秀臣李国杰汪可友齐琛(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人张宁展(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书4页说明书9页附图3页(54)发明名称基于多目标优化的风-光-燃气-海水抽水蓄能孤立电力系统容量优化配置方法(57)摘要本发明公开了一种基于多目标优化的风-光-燃气-海水抽水蓄能孤立电力系统的容量优化配置方法包括以下步骤：一)设定孤立电力系统的控制策略；二)输入日前预测数据和基本参数；三)根据风力发电机、光伏组件、微型燃气轮机以及海水抽水蓄能模型，结合输入数据和决策变量进行数据处理；四)结合步骤三，对风-光-燃气-海水抽水蓄能系统进行容量优化配置。本发明可以对由风力发电、光伏发电、燃气轮机发电及海水抽水蓄能构成的孤立电力系统进行容量优化配置。CN106600022ACN106600022A权利要求书1/4页1.一种基于多目标优化的风-光-燃气-海水抽水蓄能孤立电力系统容量优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设定孤立电力系统的控制策略；步骤2、输入初始数据：包括典型日每一个时段t的负荷数据Pload(t)、风速数据Vwind(t)、太阳辐射数据Rsolar(t)、气温数据Temp(t)、海浪数据Htide(t)，风力发电机参数，光伏组件参数，微型燃气轮机参数，上水库参数，水泵参数及水轮机参数；步骤3、根据风力发电、光伏发电、微型燃气轮机及海水抽水蓄能模型，结合输入数据典型日每一个时段t的风速数据Vwind(t)、太阳辐射数据Rsolar(t)、气温数据Temp(t)、海浪数据Htide(t)和决策变量进行典型日每一个时段t风力发电机可输出功率Pw(t)的数据处理、光伏组件可输出功率Ppv(t)的数据处理、微型燃气轮机输出功率Pmt(t)的数据处理和海水抽水蓄能的数据处理；步骤4、结合步骤3对风-光-燃气-海水抽水蓄能系统进行容量优化配置：首先建立多目标优化模型，然后根据建立的优化模型运用多目标优化算法进行优化处理。2.根据权利要求1所述的基于多目标优化的风-光-燃气-海水抽水蓄能孤立电力系统容量优化配置方法，其特征在于，所述的步骤3中海水抽水蓄能的数据处理，具体包括：针对典型日的每一个时长为ΔT的时段t，进行以下处理：1)水泵站数据处理：1A.输入控制策略分配水泵站的功率Pp,set(t)、该时段开始时上水库水位Zu(t)、水泵站运行/停机判断标志q；其中，分配水泵站的功率Pp,set(t)由步骤1中的控制策略结合已知数据风力发电机可输出功率Pw(t)、光伏组件可输出功率Ppv(t)、负荷数据Pload(t)和微型燃气轮机输出功率Pmt(t)得到；时段开始时上水库水位Zu(t)和水泵站运行/停机判断标志q由上一时间段上水库数据处理得到，第一个时段开始时Zu(t)和q值为已知的预设值；1B.判断水泵站是否工作，如水泵站停机q＝0，则直接输出水泵站运送水量Wp(t)＝0，如水泵站运行q＝1，则继续以下步骤1C至1F；1C.根据上水库水位Zu(t)，同时根据历史经验考虑海风Vwind(t)和海浪Htide(t)对水面高度的影响，确定水泵站平均扬程Hp(t)；1D.根据扬程Hp(t)和已知的水泵的运转综合特性，确定水泵在该扬程下的输入功率Pp,in(t)和效率ηp(t)；1E.根据控制策略分配水泵站的功率Pp,set(t)和水泵的输入功率Pp,in(t)，结合决策变量水泵的总台数Np，确定实际投入的水泵数量Npp(t)；其中，当Pp,set(t)≤Pp,in(t)×Np时，([·]表示取整)，当Pp,set(t)>Pp,in(t)×Np时，Npp(t)＝Np；1F.根据水泵功率Pp,in(t)、扬程Hp(t)以及水泵效率ηp(t)，根据公式Wp(t)＝ΔT×[Pp,in(t)×Npp(t)×ηp(t)]/[1.025×9.8Hp(t)]计算并输出该时段运送至上水库的水量Wp(t)，同时输出水泵站消耗的实际功率Pp(t)＝Pp,in(t)×Npp(t)；2)水电站数据处理：2A.输入控制策略分配水电站Pht,set(t)的负荷、该时段开始时上水库水位Zu(t)、水电站运行/停机判断标志s；其中，分配水电站的负荷Pht,set(t)由步骤1中的控制策略结合已知数据风力发电机可输出功率Pw(t)、光伏组件可输出功率Pp