[发明专利]高寒地区多能源微网优化配置方法

说明书

高寒地区多能源微网优化配置方法，属于电力系统规划技术领域。现有高寒地区微电网配置的光伏功率输出准确性差。根据高寒地区的冷能源、热能源和电能源的消耗数据，获得待建设的多能源微网系统输出的能源；根据建立的太阳辐照到光伏功率转换的物理模型链，获得光伏交流输出功率；建立微电网优化模型的约束条件和以最小化年化总成本为目标的目标函数，结合所述光伏交流输出功率和待建设的多能源微网系统输出的能源，为待建立的多能源微网系统配置各类型设备的数量，使得待建立的多能源微网系统稳定的向高寒地区输送能量，其中设备包括光伏、CHP单元、热泵、燃气轮机、电储能系统、电制冷机、吸收式制冷机和蓄热装置。用于为高寒地区配置多能源微网。

技术领域

本发明涉及多能源微网的各个供能设备的优化配置。属于电力系统规划技术领域。

背景技术

多能源微网包含分布式能量转换设备和能量存储设备，例如燃气轮机、热泵、电制冷机和电能或热能的存储设备等。与传统电网的主要区别在于，前者能够充分利用分布式能源，更好地实现分布式可再生能源的就地消纳，并在需要时与主电网进行能量交换。由于光伏系统具有模块化特性和低水平的电力成本，因此，光伏迄今为止一直是构建多能源微网系统的首要选择。事实上，积极增加光伏在能源结构中的比例是绝对必要的。然而，与可调度的传统发电相比，太阳能发电具有高不确定性与强随机性，这给发电和负荷之间的平衡带来了新的挑战。在这一点上，多能源微网作为一个相对较小但可控能力较强的能源系统，可以实现光伏的就地消纳并提升光伏供电量的占比，在从传统电力系统向面向新型电力系统过渡的过程中发挥着不可或缺的作用。

由于微电网配置的首要贡献几乎总是对整个微网的优化进行综合建模，因此缺乏专门用于光伏的建模工作。在现有研究中，大多数只用简单的光伏模型得到光伏出力，似乎光伏功率输出的准确程度没有受到重视，这也是影响多能源系统中光伏部署的主要原因。随着光伏渗透水平的快速提升，对太阳辐射向光伏功率转换机制的深入理解十分重要。

另一方面，在寒冷气候下配置微电网的任务必然是困难的，因为影响寒冷地区年光伏发电量的机制错综复杂。除此之外，还有一些因素可能会使情况进一步复杂化，例如积雪会降低产量并导致光伏电池出现微裂纹，但及时清洁可以缓解此类问题，清洁后地面上的积雪会导致高反照率反射更多的阳光，从而将更多的能量反射到倾斜的面板上，使得光伏发电量不受影响。现有研究较少在微电网配置过程中综合考虑上述因素的任何工作。并且，专门针对寒冷气候微电网设计的研究也非常罕见。

因此，虽然高寒地区现在有微电网，但是微电网配置中只用简单的光伏模型得到光伏功率输出，光伏功率输出准确性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高寒地区微电网配置中只用简单的光伏模型得到光伏功率输出，光伏功率输出准确性差的问题，提出了高寒地区多能源微网优化配置方法。

高寒地区多能源微网优化配置方法，所述方法包括：

步骤1、获取高寒地区的冷能源、热能源和电能源的消耗数据，根据冷能源、热能源和电能源的消耗数据，获得待建设的多能源微网系统输出的能源；

步骤2、建立太阳辐照到光伏功率转换的物理模型链，根据太阳辐照到光伏功率转换的物理模型链，获得光伏交流输出功率；

步骤3、建立微电网优化模型的约束条件和以最小化年化总成本为目标的目标函数，结合所述光伏交流输出功率和待建设的多能源微网系统输出的能源，为待建立的多能源微网系统配置各类型设备的数量，使得待建立的多能源微网系统稳定的向高寒地区输送能量，其中设备包括光伏、CHP单元、热泵、燃气轮机、电储能系统、电制冷机、吸收式制冷机和蓄热装置。

优选地，步骤1中，冷能源消耗数据，获得过程为：

将高寒地区多年的历史负荷的平均值作为高寒地区多能源微网系统的冷能源消耗数据；

步骤1中，热能源消耗数据，获得过程为：