[发明专利]一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法

说明书

一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法，该方法针对水光互补系统中光伏电站容量优化问题，建立了基于机会约束规划的光伏电站容量优化模型。本发明方法中的光伏电站容量优化模型通过机会约束规划建模，考虑了光伏电站出力的随机性，以及水光互补系统无法满足负荷要求而调用系统备用机组的费用，以系统净收益最大为目标函数。本发明的一种基于机会约束规划的水光互补系统中光伏电站容量优化方法充分利用调度水量受限的水电站，将其与光伏电站组成水光互补系统，不仅使水电站摆脱了运营困难的处境，而且为电网接入更多的光伏电站容量提供了新方向。

技术领域

本发明涉及一种基于机会约束规划的水光互补系统中光伏电站容量优化方法，属于新能源及高效节能领域。

背景技术

水电站虽然因调度水量受限而使其发电量受限，但是其调峰容量不受限，将调度水量受限的水电站与并网困难的光伏电站组成水光互补发电系统，既可以使水电站摆脱运营困难的处境，又可以使电网接纳更多的光伏电源。在设计和规划水光互补系统时，需要确定接入系统的光伏电站容量，这不仅关系到整个系统运行的经济性，还有可能影响到整个电网运行的安全性。水光互补系统中光伏电站容量的配置属于多能源发电系统的容量优化问题。目前的研究中，多能源系统的容量优化模型可分为单目标优化模型和多目标优化模型两种。单目标优化模型以系统成本最小或者系统最大经济效益作为优化目标，约束条件一般包括供电可靠性约束、环境保护约束、电源自身的约束，另外还有N-1潮流约束、多能源互补性约束等。而多目标优化模型除以系统最小成本为优化目标，还将单目标优化模型中的部分约束作为目标函数，如可靠性、环保效益。此外，还会根据应用对象的特点添加目标函数，如最大可再生能源利用比例。但现有的研究成果大多针的是对含有风电、光伏发电及储能的多能源微电网或虚拟电厂。

发明内容

本发明的目的是提出一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法，考虑了光伏出力的随机性，不仅能够充分利用水电站的调节能力，增加光伏电站的接入容量，而且对水电站运行不会产生不利影响。

本发明的技术方案如下：

一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)建立光伏电站容量优化模型的目标函数：

式(1)中，f为目标函数，Pr{·}表示{·}中事件成立的概率，β是事先给定的目标函数的置信水平，是目标函数f在保证置信水平至少是β时所取得最大值，T表示调度周期的时段个数，Δt表示时段历时，P_hy,t表示t时段的水电站有功出力，c_hy表示水电站的上网电价，P_pv,t表示t时段的光伏电站有功出力，P_drop,t表示t时段的光伏电站的弃光功率，c_pv表示光伏电站的上网电价，P_re,t表示t时段的备用机组有功出力，w_re表示备用机组的出力偏离惩罚系数；

2)建立光伏电站容量优化模型的约束条件：

2.1)、系统的功率平衡约束：

P_eq＝(P_pv,t-P_drop,t)+P_re,t+P_hy,t (2)

式中，P_eq表示水光互补系统的等效开机容量；

2.2)机组备用出力约束：

0≤P_re,t≤P_eq (3)

2.3)与光伏电站相关约束：

C_pv≥0 (4)