[发明专利]一种水光蓄多能互补发电系统的容量配置优化方法

说明书

本发明公开了一种水光蓄多能互补发电系统的容量配置优化方法，包括发电容量配置优化和在发电容量配置优化的基础上进行的备用容量配置优化，其中：一、发电容量配置优化(即小时级优化)，采用如下公式实现优化：二、备用容量配置优化(即分钟级优化)，采用如下公式进行优化：三、根据F₁、F₂确定发电系统的容量配置优化策略。本发明有效解决了离网条件下水光蓄多能互补发电系统的容量配置问题，考虑了新能源本身的间歇性和随机性问题，以及系统发电容量和备用容量的耦合关系，显著提高了离网条件下水光蓄多能互补发电系统的供电可靠性。因此，本发明适于推广应用。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体涉及的是一种水光蓄多能互补发电系统的容量配置方法。

背景技术

目前光伏等新能源大规模应用在一定程度上缓解了全球能源短缺和环境污染问题，但新能源本身的间歇性和随机性问题使其无法独立完成供电，常常配置水电机组和抽水蓄能机组补偿光伏，形成水光蓄多能互补发电系统。大部分水光蓄多能互补发电系统一般修建在远离主电网的偏远地区，经常会出现离线运行的状况，与并网的运行相比，离线状态下水光蓄多能互补发电系统的容量配置不仅需要考虑系统本身固有的内在特性，还要解决新能源接入所带来的一系列挑战。

为了应对这些挑战，文献1：郭子暄等，考虑经济环境约束的多种离网综合能源系统优化配置研究[J].电力需求侧管理,2019,39(1):124-132，针对离网综合能源系统优化配置问题，建立了全小时尺度的“经济环境指标反馈”的双层优化模型，提出了新能源、储能优化求解方法，但该模型未考虑新能源在分钟级出力特性。

文献2：Solanki B V等，Including Smart Loads for Optimal Demand Responsein Integrated Energy Management Systems for Isolated Microgrids，EEETransactions on Smart Grid，2017，8(4)，针对微电网运行可靠性问题，建立了两阶段随机优化模型，在处理日前机组组合和日内实时调度的联合优化时有较好的适应性和求解效果，但未考虑系统备用对离网综合能源系统的影响。

文献3：张耀东，光伏—水电联合运行系统容量配置研究[D].西安理工大学,2016，研究了光伏-水电联合运行系统容量配置，分析了不同容量配置下系统的可靠性，但未考虑储能系统对多能源系统容量配置的影响。

文献4：张刘冬等，基于成本效益分析的风电抽水蓄能联合运行优化调度模型[J].电网技术,2015,39(12):3386-3392，采用成本效益分析法，建立了多能源联合单元系统的备用优化模型，但未考虑储能参与系统备用。

文献5：Bobo D R等，Economic generation dispatch with responsivespinning reserve constraints[J].IEEE Transactions on Power Systems,1994,9(1):555-559，以系统旋转备用购买费用最小为目标函数，实现了系统的经济调度，但未考虑旋转备用对系统可靠性的影响。

文献6：丁明等，旋转备用市场中考虑可靠性的多目标分层决策[J].电力系统自动化,2007, 31(13):17-22，建立了旋转备用和可靠性的多目标分层决策模型，量化了系统备用和可靠性的关系，但仅仅考虑了系统备用，忽略了系统发电容量和备用容量之间的耦合关系。

文献7：黄大为等，电力市场中电能与旋转备用的二层优化模型[J].电力系统保护与控制, 2011,39(21):110-114，基于二层规划理论，构建了能量与旋转备用的协调优化模型，计及网络约束与发电系统的“N-1”安全约束，但仅考虑火电机组，未考虑新能源和储能参与系统发电和备用文献，发电侧机组构成单一。