[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

说明书

一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，包括根据区域电、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；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构建区域综合能源系统容量配置优化模型；设定发电策略依次为光伏发电、冷热电联产供能单元、储能单元和外部大电网供能单元；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。本发明的方法能够实现在保证供能可靠性的基础上有效促进光伏消纳的目的，有效地提高了光伏利用率和区域综合能源的优化效率。

技术领域

本发明涉及综合能源系统配置优化领域和光伏发电领域，特别是一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法。

背景技术

随着经济发展和社会进步，能源需求急速增长，能源供给出现紧缺，这对能源利用效率和利用方式提出了更高要求。传统的能源系统在规划和运行时是彼此独立的，例如电力供应系统、热力供应系统等，能源的利用方式单一。综合能源系统将电力、冷热、天然气等多种能源耦合利用，对各环节进行协调和优化，实现了能源的高效利用的同时满足电冷热等多类型能源需求。区域综合能源系统的优化配置研究的是对一定区域内的能源系统进行架构研究和建模优化，在一定目标例如经济效益和环境效益目标下，对所包含的不同能源设备进行配置优化。

光伏发电装机是综合能源系统利用的一个重要方面，光伏发电装机的容量越来越多，它对能源系统规划、运行、控制的影响也越来越引起人们的关注。然而光伏发电具有不稳定性和随机性等缺陷，使得如何提高综合能源系统的光伏消纳率一直是光伏利用的重要问题和研究方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，将光伏作为重点研究对象，将光伏消纳作为区域综合能源系统规划的优化目标之一，对考虑光伏消纳的区域综合能源系统配置优化进行研究。

本发明的技术方案是：一种基于光伏消纳的区域综合能源系统配置优化方法，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。