[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

说明书

一种依托重力储能的风‑储联合发电系统容量优化方法，涉及一种发电系统容量优化技术，为了解决现有的发电系统容量优化研究集中于电池储能的形式，存在一定局限性的问题。本发明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，建立系统模型；并输入风电数据、储能数据以及负荷数据，将发电系统容量作为原始种群进行初始化，同时进行精英选择；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构成约束条件，并判断新种群是否满足约束条件；如果满足约束条件，则输出发电系统最优容量，优化结束；否则，则重新初始化。有益效果为优化的可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种发电系统容量优化技术。

背景技术

近些年风电装机容量持续增加，消纳能力不足的情况比较严重，弃风现象时有发生，成为制约风电发展的瓶颈；而同时存在的，是电网调峰能力不足的问题；储能技术的发展，是解决上述两个问题的重要手段之一，其既能提高风电的消纳能力，又能提高发电系统的可靠性和经济性；而目前可选的储能形式，包括抽水蓄能、化学电池、飞轮、压缩空气等多种形式，但受地理条件或温度限制，都不适合在高寒地区进行大规模建设，无法满足超大规模的工业民用储能需求；针对上述需要，一种基于重力势能的储能形式被提出；其具有较强的适应性，在平地可设计为垂直升降的塔式结构，在山体上可设计为轨道滑动的斜坡式结构，因此能匹配各种地形，且不受温度影响，尤其适合在地形多变、年温差大的地区进行规模化建设；同时因其储能载体可以是石头、沙子或其他密度较大且容易就地取材的重物，基本没有环境污染，能够循环使用，只要维护得当，寿命较长，具有广阔的应用前景；而如何有效地设置重力储能和风电的容量及配比，无论对新能源还是储能系统运行的可靠性和经济性有较大影响；当容量配置过小时，对于负荷的电力供给作用被减弱；配置过大时，初始建设成本大大增加，将出现不必要的浪费；因此，科学合理地规划风电及重力储能的容量是未来新能源规划及经济性评价的关键问题之一；针对并网型新能源联合发电系统容量的优化问题，其中有以降低运行成本为目标，提出了并网型联合发电系统的容量优化模型；有在容量优化模型中对投资成本进行了优化；也有通过预测风速，并根据峰值负荷要求，对新能源联合发电系统容量进行规划，使总成本最小；还有从能量损失率、缺失率等角度考虑了系统的供电可靠性因素，然而其针对容量优化问题的研究基本集中于电池储能等形式，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的发电系统容量优化研究集中于电池储能的形式，存在一定局限性的问题，提出了一种依托重力储能的风-储联合发电系统容量优化方法。

本发明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，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。