[发明专利]风电消纳综合能源系统的协调优化控制及经济性评估方法

权利要求书

1.风电消纳综合能源系统的协调优化控制及经济性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取风电场各时刻预测功率数据P_Y(t)，风电场各时刻实际功率数据P_W(t)，计算风电场各时刻的弃风功率P_rw(t)，整个风电场的风电弃风功率曲线计算公式如下：P_rw(t)＝P_Y(t)-P_W(t)；

步骤2、分别给出风电-储能系统、风电-蓄热式电锅炉、风电-储能-蓄热式电锅炉三种运行模式下的消纳风电弃风运行策略；

步骤3、以风电-储能系统和风电-蓄热式电锅炉作为博弈参与者，在考虑储能系统、蓄热式电锅炉、风电场各项收益及成本费用的约束条件下，以净收益最大为目标，建立储能协调蓄热式电锅炉消纳风电弃风的合作博弈模型；

步骤4、采用粒子群优化算法对步骤3所述的储能协调蓄热式电锅炉消纳风电弃风的合作博弈模型进行求解，得到在储能协调蓄热式电锅炉消纳风电弃风的合作博弈模型下达到风电消纳综合能源系统经济性最优，并给出各时刻储能系统和蓄热式电锅炉运行状态；

储能协调蓄热式电锅炉消纳弃风系统日净收益I：

I＝S-C＝(S₁+S₂+S₃)-(C₁+C₂+C₃+C₄)

所述风电并网收益S₁，计算公式为S₁＝E_sc_e；

其中，E_s为一天内风电场一天并网电量；c_e为风电场风电并网电价；

E_s计算公式为：

其中，P_b(t)表示蓄热式电锅炉在t时刻的加热功率；P_rw(t)表示t时刻的弃风功率；

风电场一天的弃风电量E_q的计算公式为

储能系统白天售电收益S₂计算公式如下：

S₂＝E_c*(SOC_max-SOC_min)*c_e

SOC_min、SOC_max表示储能系统荷电状态下限和上限，

储能协调蓄热式电锅炉消纳弃风系统向供热站售热收益S₃计算公式如下：

S₃＝Q_ne_r

其中，Q_n为储能协调蓄热式电锅炉消纳弃风系统一天向供热站售热量，单位：GJ，e_r为向供热站售热单价，单位：元/GJ；

所述蓄热式电锅炉投资成本C₁满足如下公式：

C₁＝C_boil/(D_Y*N_boily)

其中，C_boil为蓄热式电锅炉一次投资成本；N_boily为蓄热式电锅炉平均寿命；单位：年；D_Y为每年的供热期天数；

蓄热式电锅炉运行维护成本C₂满足如下公式：C₂＝c_barN，

其中，c_bar为蓄热式电锅炉功率一次调节的惩罚成本单位：元；N为一天内蓄热式电锅炉功率调节次数；

风电消纳综合能源系统一天内需要从电网购电成本C₃的计算公式为：

C₃＝E_fe_f+E_pe_p+E_ge_g

其中，e_f、e_p、e_g分别为施行峰谷分时电价后峰时电价、平时电价和谷时电价；E_f、E_p、E_g为蓄热式电锅炉一天分别在峰时段、平时段、谷时段的用电量；

储能系统投资与运行维护成本C₄的计算公式如下：

C₄＝(C_pP_b+C_EE_b)/(365*N_by)

其中，C_p为储能系统的单位功率成本，单位：元/kW；C_E为储能系统的单位容量成本，单位：元/kWh；P_b为储能系统最大充放电功率，单位：kW；E_b为储能系统额定容量，单位：kWh；N_by为储能系统平均使用寿命，单位：年。