[发明专利]一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法

说明书

本发明提出了一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法。本发明在含风光储的区域电力系统中，首先基于数理统计和概率学的方法，根据太阳能辐射和风速的变化特点建立起光伏发电系统和风力发电系统的随机出力模型；然后考虑碳交易成本，以系统最小总成本为经济优化目标，根据规划模型求解满足约束条件的最优解，输出满足约束条件的最优解，实现了区域电网风光储容量优化配置。

技术领域

本发明属于电力系统电源规划技术领域，公开了一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法。

背景技术

当前，风电、光伏等新能源在电力系统中得到越来越广泛的应用，其重要性也日益提升。与传统电源不同，风电、光伏等新能源发电往往受环境因素影响较大，具有显著的随机性、波动性及间歇性，而集中式新能源电源相比分布式新能源电源，出力稳定，削峰作用明显，可以更方便进行无功和电压控制，易实现电网频率调节，同时，便于集中管理，受到空间的限制小，可以很容易地实现扩容，因此，集中式新能源电源更加有利于电力系统进行统一规划。

在将风电、光伏并入电网时，往往会对电网的电能质量造成影响。当前，对于集中式新能源电源，如何合理配置系统内风光储电源的容量，在保证系统经济、安全、稳定、可靠的同时，还能保证新能源的利用率，是当前的研究热点。目前系统中大规模的风光储接入电网，风储与光储系统的研究较多，风光储的研究主要是小规模的风光互补发电系统，风光储由共同的汇流母线接入电网，而系统中风电、光伏、储能单独接入电网的研究较少。

目前的风光容量规划配置模型往往以系统运行成本最低或收益最大等经济性目标作为目标函数。考虑碳排放对系统风光储容量进行规划配置的研究还比较少，或者仅仅将其作为一个约束条件进行限制，而未考虑机组碳排放的经济特性。因此鉴于电能生产绿色化、低排化及新能源运行随机性、波动性强的特点，有必要研究一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法。

本发明的技术方案为一种基于碳交易机制的风光储容量规划方法，具体包括以下步骤：

步骤1：构建光伏出力模型；

步骤2：构建风机出力模型；

步骤3：构建储能蓄电池模型；

步骤4：建立碳交易策略；

步骤5：确定容量规划模型；

步骤6：采用帝国竞争算法求解优化模型；

作为优选，步骤1中所述构建光伏出力模型具体为：

记待建模地区的纬度为该地区一年中第m月第d日t时的地表太阳辐照度为：

式中，为晴天第m月第d日t时的地表太阳辐照度小时均值，α(m)为第m月阴雨天的辐照度衰减系数；离散随机变量C(m)表示该地区每年第m(m＝1，2，…12)月的晴雨状况；

可采用如下经验公式计算：

式中，记H₀为地外日太阳辐照总量，第m月第d日属于一年中顺数下来的第N日(m＝1,d＝1对应N＝1；m＝12，d＝31对应N＝365)：

I₀＝1367[1+0.033cos(360N/365)]

其中，δ为日偏角；ω_st为日升时的小时角；I₀为地外辐照度基值；