[发明专利]一种城市轨道交通光伏储能系统的容量优化配置方法

权利要求书

1.一种城市轨道交通光伏储能系统的容量优化配置方法，其特征在于，包括步骤：

S100，根据城市轨道交通的早晚高峰负荷量大的运行状态，制定分时运行策略，以确定不同时段光伏、储能及电网的运行状态；

S200，根据对典型日负荷曲线和光伏输出曲线进行出力适应性，综合分析光伏、储能分时运行特性和出力适应性，包括步骤：

S201，由牵引计算得到列车运行的取流-距离曲线和取流-时间曲线，按照全日不同发车间隔需求进行全线典型负荷曲线的生成；根据生成的全线典型负荷曲线得到系统的全日典型负荷曲线；

S202，获取当地天气的历史资料，包括全年每日辐射量和温度，获取铺设光伏组件有效面积；对全年每日天气情况进行聚类，确定全日典型天气变化曲线，计算光伏典型日出力曲线；

S203，根据所述系统的全日典型负荷曲线和光伏典型日出力曲线，对二者输出功率进行适应性分析，获得光伏出力与负荷曲线的最大差值；

S300，根据对光伏、储能分时运行特性和出力适应性分析，建立多目标优化模型；通过赋权值的方式将多目标化成单目标优化函数，采用粒子群优化算法求解，得到系统储能容量的最优配置；

建立多目标优化模型，包括构建目标函数和设置约束条件；

所述目标函数，包括：

1)变电所出口处电压偏差最小：

其中，U_max和U_min为系统运营期间电压最大、最小值，U_N为标称电压；

2)年净收益最大：max f₂＝R-C；

其中，R为系统年收益，C为系统的年投资成本；

所述约束条件，包括：

1)功率平衡约束：P_PV+P_ES+P_G＝P_load；P_PV为光伏输出功率，P_ES为储能放电功率，P_G为电网输出功率，P_load为负荷功率；

2)储能荷电状态约束：SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max；SOC(t)为储能荷电状态值，SOC_min为储能最小荷电状态值，SOC_max为储能最大荷电状态值；

3)储能容量约束：Q_{ES_min}≤Q_ES≤Q_{ES_max}；Q_ES为储能容量，Q_{ES_min}为最小储能容量，Q_{ES_max}为最大储能容量。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通光伏储能系统的容量优化配置方法，其特征在于，所述步骤S100的分时运行策略为：根据以往负荷数据将整日运营时间分为高峰时段和非高峰时段，并分析不同时段下电网、光伏、储能的输出特性；包括步骤：

S101，若处于负荷高峰时段，在满足储能放电条件SOCSOC_min下，储能系统始终处于放电状态，同时光伏也为负荷供电，缺额由电网补足；

S102，若处于非高峰时段，负荷制动情况下，光伏、电网均不向负荷输出电能；在满足储能充电条件SOC＜SOC_max，储能系统始终处于充电状态，若储能完全吸收再生制动能量后进行充电，则光伏所发电能为储能充电；负荷非制动情况下，由光伏、储能依次供电，不足由电网补足，若光伏发电有剩余则在充电条件SOC＜SOC_max下为储能充电。