[发明专利]一种依托重力储能的风-储联合发电系统容量优化方法

权利要求书

1.一种依托重力储能的风-储联合发电系统容量优化方法，其特征在于，该优化方法包括以下步骤：

步骤一、依托重力储能系统作为发电系统，以发电系统的总成本最小为目标函数，以初始成本、运维成本、购电成本、售电收益和环保收益为影响因子，建立风-储联合发电系统模型；

步骤二、向步骤一建立的风-储联合发电系统模型输入风电数据、储能数据以及负荷数据，输出发电系统容量；

步骤三、将步骤二输出的发电系统容量作为原始种群进行初始化，得到初始化种群；

步骤四、对步骤三得到的初始化种群进行精英选择，得出新种群；

步骤五、利用风-荷互补率、供电损失率以及风-储联合发电系统贡献率作为评价指标，构成约束条件，并判断步骤四得出的新种群是否满足约束条件；如果满足约束条件，则执行步骤六；如果不满足约束条件，则返回执行步骤三；

步骤六、输出发电系统最优容量，优化结束。

2.根据权利要求1所述的一种依托重力储能的风-储联合发电系统容量优化方法，其特征在于，步骤一中的重力储能系统分为两种，一种是利用铁塔或深井的垂直式储能形式，另一种是利用山体修筑轨道的斜坡式储能形式；并且两种重力储能系统的能量转换过程均分为：储能过程和释能过程；所述储能过程是在电力负荷低谷时，电动机从电网吸收电力，提升重物运动达到一定高度，完成从电能到重力势能的能量转换，以重力势能的形式将电能储存起来；所述释能过程是在电力负荷高峰时，将处在高位的重物释放，带动发电机发电，回馈至电网，完成从重力势能到电能的能量转换。

3.根据权利要求2所述的一种依托重力储能的风-储联合发电系统容量优化方法，其特征在于，所述储能过程中，关于电动机的提升牵引功率具体计算方法为：

针对垂直式重力储能系统，重物受力平衡用公式(1)表示；

F_drag＝mg+F_μ1 (1)

其中，F_drag为电动机提升牵引力；F_μ1为滑轮系统摩擦力；m为重物质量；g为重力加速度；

针对斜坡式重力储能系统，重物受力平衡用公式(2)表示；

F_drag＝mg•sinθ+F_μ1+F_μ2 (2)

其中，F_μ2为轨道系统摩擦力；θ为斜坡角度；

两种情况下电动机的提升牵引功率分别用公式(3)和公式(4)表示：

P_drag＝F_drag·v_drag＝(mg+F_μ1)·v_drag (3)

P_drag＝F_drag·v_drag＝(mg·sinθ+F_μ1+F_μ2)·v_drag (4)

其中，P_drag为电动机提升牵引功率；v_drag为重物匀速上升速度。