[发明专利]一种多能互补系统装机容量优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种多能互补系统装机容量优化方法及系统，获取多能互补系统中风电场和光伏电站全年归一化的理论发电功率序列、光热电站全年的理论输入热量值；将所述风电场和光伏电站全年归一化的理论发电功率序列、光热电站全年的理论输入热量值、多能互补系统总配置容量输入至预先建立的多能互补系统容量优化模型中；采用优化求解器对所述多能互补系统容量优化模型进行求解，得到风电场、光伏电站和光热电站最优的装机容量。本发明方法能够充分计及新能源发电的随机波动性和不同类型新能源发电之间的互补性，因而得到的容量结果更加科学、合理。

技术领域

本发明涉及新能源优化技术，具体涉及一种多能互补系统装机容量优化方法及系统。

背景技术

近几年来，新能源消纳问题变得日益突出，2017年前三季度全国弃风电量达295.5亿千瓦时。为推动新能源的有效消纳，国家发改委、能源局积极推进了一系列多能互补集成优化示范工程的建设。构建含风电、光伏发电、光热发电等的多能互补集成优化系统，可以发挥风能、太阳能等可再生能源资源的组合优势，实现各类能源优势互补，提升可再生能源的消纳能力，降低弃风弃光率。光热发电是近几年新兴的新能源发电技术，不同于风电和光伏发电功率的不可控性，光热发电由于配备了储热系统，其发电功率具有可调节性，能够保证稳定的电力供应。因而，通过风电、光伏发电、光热发电的协调配合，能够有效降低整体发电功率的随机波动性，实现新能源的有效消纳。协调优化风电场、光伏电站和光热电站的装机容量配比，能够充分发挥风、光资源之间的互补作用和光热电站的储热能力，实现新能源的最大化利用。

目前，针对含风电、光伏、光热的多能互补系统的容量方法的研究还非常匮乏，已有的容量优化的研究主要针对孤立的风电场、光伏电站或光热电站，基于新能源发电的典型日曲线，研究单独建设光伏电站或光热电站时的最优容量。已有研究存在两方面的不足：第一，单独优化光伏电站或光热电站容量，未考虑光伏和光热之间的协调作用，以及新能源整体的弃电率约束，优化结果难以符合多能互补系统弃风和弃光率的要求；第二，基于新能源发电的典型日曲线，难以充分计及新能源出力的随机波动性和不同新能源发电之间的互补性，造成优化结果偏大。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种多能互补系统储热容量优化方法及系统，能够充分计及新能源发电的随机波动性和不同类型新能源发电之间的互补性，因而得到的储热罐容量更加科学、合理。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种多能互补系统装机容量优化方法，其改进之处在于：

获取多能互补系统中风电场和光伏电站全年归一化的理论发电功率序列、光热电站全年的理论输入热量值；

将所述风电场和光伏电站全年归一化的理论发电功率序列、光热电站全年的理论输入热量值、多能互补系统总配置容量输入至预先建立的多能互补系统容量优化模型中；

采用优化求解器对所述多能互补系统容量优化模型进行求解，得到风电场、光伏电站和光热电站最优的装机容量。

进一步地：所述预先建立的多能互补系统容量优化模型，包括：以多能互补系统新能源总发电量最大的目标函数及其对应的约束条件；

所述约束条件包括：风电和光伏发电功率约束、光热电站发电功率约束、储热罐储热量约束、储能电池荷电状态约束、储能电池荷电状态约束、储热罐和储能电池容量约束、新能源限电率约束以及外送通道容量约束。

进一步地：所述以多能互补系统光热电站新能源总发电量最大的目标函数的表达式如下：

式中，和分别表示风电场和光伏电站在t时段的发电功率；表示光热电站发电机在时段t上的发电功率；T为所考虑优化时段数量；t为第t个优化时段。

进一步地：所述风电和光伏发电功率约束如下式：