[发明专利]一种考虑碳减排的风光储黑启动电源容量配置方法

权利要求书

1.一种考虑碳减排的风光储黑启动电源容量配置方法，其特征是，以风光储作为黑启动电源，以火电机组辅机为负载，从而由功率型储能电站、容量型储能电站、光伏电站和风电站构成风光储黑启动系统，并按照如下步骤进行；

步骤一、构建风光储系统碳减排量模型：

步骤1.1、构建储能电站碳减排量模型：

步骤1.1.1、利用式(1)计算储能电站的生命周期内循环电量E_BES：

式(1)中：K_DOD表示储能电站的放电深度；η_b为储能电站的运行效率；S_e表示储能电站的装机容量；m表示风光储系统的运行年数；ξ_k表示储能电站第k年的损耗率；

步骤1.1.2、利用式(2)计算储能电站的年碳减排量E_{c_BES}：

式(2)中：表示储能电站碳转换系数；

步骤1.2、构建光伏电站碳减排量模型：

步骤1.2.1、使用式(3)计算光伏电站生命周期内发电量E_pv：

式(3)中：η_PV表示光伏电站的发电效率；表示光伏电站第k年的年有效利用小时数；P_PV表示光伏电站的装机容量；

步骤1.2.2、利用式(4)计算光伏电站的年碳减排量E_{c_PV}：

式(4)中：表示光伏电站碳转换系数；

步骤1.3、构建风电站碳减排量模型：

步骤1.3.1、使用式(5)计算风电站生命周期内发电量E_W：

式(5)中：η_W表示风电站的发电效率；表示风电站第k年的年有效利用小时数；P_W表示风电站的装机容量；

步骤1.3.2、利用式(6)计算风电站的年碳减排量E_{c_W}：

式(4)中：表示风电站碳转换系数；

步骤二、基于正和博弈的风光储黑启动容量配置规划：

步骤2.1、利用式(7)计算火电厂辅机黑启动最小需求出力P_min：

P_min≥(1+α)P_L+P_a (7)

式(7)中：P_L为待启动火电厂辅机的额定功率；P_a为风光储厂用电及机组辅机自用电的最大功率；α为线损率；

步骤2.2、建立风光储作为黑启动电源容量配置的正和博弈模型：

步骤2.2.1、利用式(8)建立正和博弈模型中参与者集合N：

N＝{P′_BES,1,P′_BES,2,P′_PV,P′_W} (8)

式(8)中：P′_BES,1表示功率型储能电站容量；P′_BES,2表示能量型储能电站容量；P′_PV表示光伏电站容量；P′_W表示风力发电站容量；

步骤2.2.2、利用式(9)建立正和博弈模型中i时段的策略集X_i：

X_i＝{x_j,i|j＝1,2,3,4} (9)

式(9)中：x_j,i表示参与者集合N中第j类黑启动电源在i时段参与黑启动的出力系数；

步骤2.2.3、利用式(10)计算在策略集X_i下黑启动过程中风光储系统应满足的出力约束：

式(10)中：η_PV,i和η_W,i分别表示黑启动i时段光伏和风电的实际发电效率；x_3,i表示光伏电站在i时段参与黑启动的出力系数；x_4,i表示风电站在i时段参与黑启动的出力系数；

步骤2.2.4、利用式(12)描述黑启动过程中在安全阈值内的储能电站的荷电状态约束：

SOC_max≥SOC_j,i-1-P′_BES,jt_j,ix_j,i≥SOC_min j＝1,2 (11)

式(11)中：SOC_j,i-1表示i-1时段内两类储能电站的荷电状态；SOC_max、SOC_min分别表示储能电站允许荷电状态的最大值和最小值；t_j,i表示第j类黑启动电源在i时段参与黑启动的时间尺度；

步骤2.2.5、利用式(11)计算风光储黑启动系统的最高碳减排量函数E_Z：

E_Z＝E_{c_BES}+E_{c_PV}+E_{c_W} (12)

步骤2.3、获取待启动机组的辅机功率参数、风光储系统参数以及风光典型日出力数据，并利用智能优化算法NSGA-II求解所述正和博弈模型，得到风光储系统满足黑启动电源功率需求的同时获得最大碳减排量的最优容量配置。