[发明专利]一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法

权利要求书

1.一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，其特征是：包括如下步骤，

步骤一、根据区域电、冷、热负荷需求，建立基于光伏消纳的区域综合能源系统基本架构；

所述区域综合能源系统基本架构包括光伏、冷热电联产供能单元、储能单元和外部大电网供能单元；其中，光伏由光伏极板串并联组成，将一次能源侧的太阳能转化为电能；冷热电联产供能单元包括燃气轮机、余热锅炉和吸收式制冷机，通过供给侧的天然气网将一侧能源侧的天然气转化为冷热电联产供能单元所需的能量，并输出能量至电负荷以及与储能单元进行热交换；储能单元包括蓄电装置、蓄热装置和蓄冷装置，通过储能单元分别为需求侧提供电负荷、热负荷和冷负荷；外部大电网供能单元指区域综合能源系统向由一侧能源侧煤提供能源的大电网购电，并将大电网作为外部供能单元输入蓄电装置；

步骤二、构建区域综合能源系统容量配置优化模型：以系统的经济性最高、系统供能可靠性最高和弃光率最低为目标函数，满足电-冷-热负荷平衡约束、设备运行约束和电网联络线约束条件，采用微分进化算法实现过程寻优；

步骤三、设定发电策略：首先考虑光伏发电，并最大程度的消纳，无法消纳的部分判定为系统弃光；其次由冷热电联产供能单元和储能单元满足负荷需求；当冷热电联产供能单元和储能单元无法满足时，区域综合能源系统向外部大电网供能单元购电；若外部大电网供能单元购电超出电网联络线约束，则判定为系统出现中断损失；

步骤四、利用MATLAB语言编程实现区域综合能源系统配置优化，得出最优容量配置，即各单元的配置数目，并计算得出配置功率；同时输出全年运行结果，包括系统供能构成、光伏消纳情况、供能中断情况。

2.如权利要求1所述的一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，其特征是：步骤二中所述目标函数中系统经济性成本包括区域综合能源系统的初始安装成本、区域综合能源系统的运行维护成本、冷热电联产供能单元的燃料购买成本和区域综合能源系统的电力交易成本，其中区域综合能源系统的初始安装成本为光伏、冷热电联产供能单元和储能设备的初始安装成本，区域综合能源系统的运行维护成本为光伏、冷热电联产供能单元和储能设备的运行维护成本，区域综合能源系统的电力交易成本为区域综合能源系统向外部大电网功能单元购电的交易成本；系统供能可靠性成本包括系统中断损失的惩罚成本；系统弃光成本包括系统弃光的惩罚成本；

所述目标函数计算公式如下：

（1）

其中，为区域综合能源系统的初始安装成本；为区域综合能源系统的运行维护成本；为冷热电联产供能单元的燃料购买成本；为区域综合能源系统的电力交易成本；为系统供能可靠性成本；为系统弃光成本；

（2）

其中，k为区域综合能源系统所含机组编号；、为第k个机组的单位容量安装成本与总安装容量；r为年折旧率；m为机组寿命；

（3）

其中，为第k个机组的单位容量运行成本；为分布式光伏补贴政策规定的单位发电量补贴；为第k个机组的总输出功率；

（4）

其中，为天然气价格；为天然气热值；为燃气轮机的发电功率；为燃气轮机的发电效率；

（5）

其中，为t时刻区域综合能源系统向外部大电网功能单元的购电功率；为电网销售电价；

（6）

其中，是系统中断损失；是惩罚系数，为给定值；

（7）

其中，为t时刻系统未供应电能；为t时刻系统未供应热能；为t时刻系统未供应冷能；

（8）

其中，为区域综合能源系统的总弃光功率；为系统弃光的惩罚系数，为给定值；为t 时刻系统的弃光功率。

3.如权利要求2所述的一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，其特征是：所述步骤三中，光伏发电无法消纳的系统弃光计入系统弃光成本；系统的中断损失计入系统供能可靠性成本。