[发明专利]一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法和装置

权利要求书

1.一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法，应用于配电网，其特征在于，所述优化配置方法包括：

基于预先构建的典型日场景，建立使光伏和蓄热装置投资建设和运行的总费用最少的目标函数；

根据所述配电网中用户热负荷需求，以光伏容量和蓄热装置电功率为控制变量，建立热功率平衡等式约束和能量平衡等式约束；

根据所述目标函数、所述热功率平衡等式和所述能量平衡等式约束，利用粒子群算法对各所述控制变量的工作状态进行优化求解，求解出所述典型日场景下的光伏最优容量和蓄热装置最优电功率。

2.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，还包括：

以用户热负荷需求功率、光伏输出有功功率在一定时间的积累量为场景特征量，构成典型日场景描述；

计算光伏输出的有功功率；

计算用户热负荷需求功率；

根据太阳辐射照度、环境温度和/或用户建筑物结构对场景进行筛选，得到上述典型日场景。

3.如权利要求1或2所述的优化配置方法，其特征在于，所述目标函数如式如下：

式中，f₁为光伏和蓄热装置投资建设等日值费用，f₂(t)为t时段光伏和蓄热装置运行费用，T_PV为光伏在一天中发电总时长；

其中，

其中，

式中，E_PV为光伏额定容量，P_RH0为蓄热装置额定电功率，C_PV为单位容量的光伏投资成本，C_RH为单位功率的蓄热装置投资成本，r_PV为光伏等年值成本系数，r_RH为蓄热装置等年值成本系数，r_d为贴现率，N_PV为光伏寿命期望值，N_RH为蓄热装置寿命期望值；

式中，P_RH(t)为t时段蓄热装置电功率，P_PV(t)为t时段光伏发电功率，△T为每个时段时长，C_B为向电网购电的电价，C_S为向电网售电的电价；

光伏额定容量E_PV与t时段光伏发电功率P_PV(t)的关系为

式中，η_PV为光伏转换效率；

蓄热装置额定电功率P_RH0与t时段蓄热装置电功率P_RH(t)的关系为：

4.一种光伏-蓄热装置容量的优化配置装置，应用于配电网，其特征在于，所述优化配置装置包括：

函数构建模块，用于基于预先构建的典型日场景，建立使光伏和蓄热装置投资建设和运行的总费用最少的目标函数；

约束构建模块，用于根据所述配电网中用户热负荷需求，以光伏容量和蓄热装置电功率为控制变量，建立热功率平衡等式约束和能量平衡等式约束；

优化计算模块，用于根据所述目标函数、所述热功率平衡等式和所述能量平衡等式约束，利用粒子群算法对各所述控制变量的工作状态进行优化求解，求解出所述典型日场景下的光伏最优容量和蓄热装置最优电功率。

5.如权利要求4所述的优化配置装置，其特征在于，还包括：

场景描述模块，用于以用户热负荷需求功率、光伏输出有功功率在一定时间的积累量为场景特征量，构成典型日场景描述；

第一计算模块，用于计算光伏输出的有功功率；

第二计算模块，用于计算用户热负荷需求功率；

场景筛选模块，用于根据太阳辐射照度、环境温度和/或用户建筑物结构对场景进行筛选，得到上述典型日场景。

6.如权利要求4或5所述的优化配置装置，其特征在于，所述目标函数如式如下：

式中，f₁为光伏和蓄热装置投资建设等日值费用，f₂(t)为t时段光伏和蓄热装置运行费用，T_PV为光伏在一天中发电总时长；

其中，

其中，

式中，E_PV为光伏额定容量，P_RH0为蓄热装置额定电功率，C_PV为单位容量的光伏投资成本，C_RH为单位功率的蓄热装置投资成本，r_PV为光伏等年值成本系数，r_RH为蓄热装置等年值成本系数，r_d为贴现率，N_PV为光伏寿命期望值，N_RH为蓄热装置寿命期望值；

式中，P_RH(t)为t时段蓄热装置电功率，P_PV(t)为t时段光伏发电功率，△T为每个时段时长，C_B为向电网购电的电价，C_S为向电网售电的电价；

光伏额定容量E_PV与t时段光伏发电功率P_PV(t)的关系为

式中，η_PV为光伏转换效率；

蓄热装置额定电功率P_RH0与t时段蓄热装置电功率P_RH(t)的关系为：