一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，按如下步驟進行：（1）根據當?shù)氐娘L、光資源的分布情況，建立模型；（2）基于最大可再生能源利用和恒定輸出的原則對蓄電池裝置進行控制，制定系統(tǒng)的協(xié)調運行策略；（3）設計目標函數(shù)為發(fā)電單元全壽命周期經費用最小；（4）確定容量優(yōu)化配置的約束條件；（5）采用模糊邏輯控制方法動態(tài)調節(jié)儲能蓄電池的能量轉換模型使其快速收斂；（6）根據目標函數(shù)和約束條件，采用改進的迭代和自適應遺傳混合算法求解發(fā)電單元目標函數(shù)，以及各部分容量比例最優(yōu)值。本發(fā)明方便了電網對發(fā)電單元發(fā)電能力的評估，有利于電網制定調度計劃和提高對可再生能源的接納程度。
【專利說明】一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，更具體的涉及一種規(guī)模化風 光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法。

【背景技術】
[0002] 風能和太陽能都是綠色清潔能源，有著廣泛的應用前景。目前，全球已有若干國家 開始研究風能、太陽能、蓄電池儲能聯(lián)合發(fā)電關鍵技術問題。
[0003] 在風光儲聯(lián)合發(fā)電容量優(yōu)化配置方面，已經涌現(xiàn)出若干研究成果，主要可分為單 目標優(yōu)化方法和多目標優(yōu)化方法。單目標優(yōu)化方法主要是以供電可靠性為約束條件，系統(tǒng) 投資費用最小化為目標。而多目標優(yōu)化方法多以系統(tǒng)投資費用和供電可靠性為主要優(yōu)化目 標，除此之外還會考慮廢氣排放等環(huán)境因素。如上所述，目前對風光儲聯(lián)合發(fā)電容量配置方 法的研究，本質都是配置恰當?shù)娘L光容量比例，使風光聯(lián)合出力盡量逼近負荷曲線，從而減 少儲能的充放電次數(shù)和放電深度。在這種情況下，容量配置結果和整體出力特性與負荷變 化趨勢有較大關聯(lián)，將其應用于規(guī)?；L光儲聯(lián)合并網發(fā)電將會受到極大的限制。而規(guī)模 化發(fā)電單元并網運行過程中，電網需將其視作一個額定容量為某一值的電廠，并以此制定 相應的調度任務，目前的電網卻無法做到。


【發(fā)明內容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種將全壽命周期費用降 至最小化的基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法。
[0005] 技術方案：本發(fā)明所述一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法， 按如下步驟進行：
[0006] St印1 :根據當?shù)氐娘L、光資源的分布情況，建立風電機組和光伏組件的出力模型， 以及儲能蓄電池的能量轉換模型；
[0007] Step2:基于最大可再生能源利用和恒定輸出的原則對蓄電池裝置進行控制，制定 系統(tǒng)的協(xié)調運行策略；
[0008] Step3 :設計目標函數(shù)為發(fā)電單元全壽命周期經費用最?。?br>
【權利要求】
1. 一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，其特征在于，按如下步驟 進行： Stepl:根據當?shù)氐娘L、光資源的分布情況，建立風電機組和光伏組件的出力模型，以及 儲能蓄電池的能量轉換模型； Step2:基于最大可再生能源利用和恒定輸出的原則對蓄電池裝置進行控制，制定系統(tǒng) 的協(xié)調運行策略； Step3 :設計目標函數(shù)為發(fā)電單元全壽命周期經費用Cra最?。?br> 式中：K為工程壽命年限；r為貼現(xiàn)率；CIN(k)和COTT(k)分別為發(fā)電單元第k年的成本和收 入； Step4 :確定容量優(yōu)化配置的約束條件，分為功率平衡約束條件、能源缺失約束條件和 風光互補性約束條件； Step5 :采用Neungmatcha模糊邏輯控制方法動態(tài)調節(jié)儲能蓄電池的能量轉換模型，從 種群初始化、選擇、交叉、變異進行改進，使其快速收斂； Step6 :根據目標函數(shù)和約束條件，采用改進的迭代和自適應遺傳混合算法求解發(fā)電單 元FLC-NPC目標函數(shù)，以及風電機組、光伏陣列和蓄電池裝置各部分容量比例最優(yōu)值。
2. 根據權利要求1所述的一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，其 特征在于，步驟Stepl中所述的風電機組出力模型為：
式中Pwd (t)為t時亥Ij風電機組出力，Prat 為機組額定功率，vmin、v_、\&分別為風電機組運行的最小啟動風速、切除風速、最小額定 風速。
3. 根據權利要求1所述的一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，其 特征在于，步驟Stepl中所述的光伏組件的出力模型為：
，式中 Spv為光伏面板接收太陽光照輻射的面積（m2)，G(t)光照輻射數(shù)值（W/m2)，npv(t)為光伏組 件能量轉換效率，Hinv為逆變器轉換效率。
4. 根據權利要求1所述的一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法， 其特征在于，步驟Stepl中所述的儲能蓄電池的能量轉換模型為：系統(tǒng)充電模型

,系統(tǒng)放電模型
式中 Soc(t)為第t時間段結束之后蓄電池剩余電量；〇為每小時蓄電池自放電率；P。和Pd分別 為蓄電池第t時間段的充電功率和放電功率；At為t時間段長度；n。和nd分別為蓄電 池充電效率和放電效率；Emax為蓄電池最大容量。
5. 根據權利要求1所述的一種基于額定容量的風光儲發(fā)電單元容量優(yōu)化配置方法，其 特征在于，步驟Step2中制定系統(tǒng)的協(xié)調運行策略的方法為：當風光聯(lián)合出力小于調度需 求值PMf時，功率差值由蓄電池放電補充，直到所有蓄電池裝置均達到最大放電深度Socmin, 此時蓄電池停止提供有功輸出：
當風光聯(lián)合出力大于調度需求值PMf時，系統(tǒng)將富余的能量存儲至蓄電池中，直至蓄電 池達到滿荷電狀態(tài)Socmax,此時蓄電池停止充電儲能：
【文檔編號】H02J3/38GK104242335SQ201410306427
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】吳克河, 周歡, 張韋佳, 龔瑞 申請人:江蘇華大天益電力科技有限公司