[发明专利]一种风电场与光伏电场并网发电的容量优化配置方法

摘要

本发明公开了一种风电场与光伏电场并网发电的容量优化配置方法，通过对风电场与光伏电场装机布置容量进行优化配置，对风电场与光伏电场储能容量进行优化配置，并将风电场内的风机呈正方形分布，风电场的逆变器位于正方形的中心处，将光伏电场内的光伏板呈圆形分布，且光伏电场内的逆变器位于圆形圆心处，能够使得风电场与光伏电场在并网时，保证稳定的输出，提高电网的可靠性，减少工程造价，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种风电场与光伏电场并网发电的容量优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)、对风电场与光伏电场装机布置容量进行优化配置(A1)、根据风电场、光伏电场安装地点的经纬度信息，获取安装前两年内各月的太阳辐照度均值、风速均值；(A2)、根据配电网并网的电网参数，配置风机、光伏板的参数，并确定负荷信息；(A3)、设在配电网中风电场与光伏电场的装机布置容量为W_FS，W_FS＝W_F+W_S，其中，W_F为风电场的装机布置容量、W_S为光伏电场的装机布置容量，通过配电网的失负荷概率LOLP作为配电网的可靠性R_FS的评价指标，可靠性R_FS最优时，LOLP最小，为了实现min LOLP，需要满足以下约束条件，如公式(1)所示，其中，函数φ(S,D,Y₀,w,W_F,W_S)为基于序列运算理论的配电网LOLP求取函数，S为参与供需平衡过程的资源，该资源包括发电厂、风电场、光伏电场；D为参与供需平衡过程的负荷；Y₀为配电网的电网参数；w为配电网所在地区的气象数据，气象数据为安装前两年内各月的太阳辐照度均值、风速均值；W_Fmin与W_Fmax分别表示风电场装机布置容量的最小限额与最大限额，W_Smin与W_Smax分别表示太阳能光伏电场装机容量的最小限额与最大限额；(A4)、根据(A3)，将本代种群最优的染色体不经过交叉、变异，直接复制进入下一代种群，为保持种群规模不变，将下一代最差的染色体删去，同时，求公式(1)最优的解决策变量W_FS，使得整个配电系统的可靠性R_FS最优，则LOLP最小；步骤(B)、对风电场与光伏电场储能容量进行优化配置(B1)、对风电场的输出有功功率Pw，经过低通滤波器得到有功功率目标曲线；(B2)、通过风电场的电池单元充电状态，对低通滤波器内的平滑时间常数进行修正，同时，根据风电场的储能单元输出功率Pb的正负符号，结合平滑时间常数的修正，最终得到风电场的输出功率参考值，该输出功率参考值为目标功率；(B3)、风电场的输出功率参考值拆分为多个功率给定子输出功率P_Fcn，再根据监测到的所有蓄电池模块的情况，来对各蓄电池组进行功率分配，在确保输出目标功率的基础上，减小各个蓄电池组的充放电次数，延长使用寿命，完成风电场储能容量的优化配置；(B4)、建立光伏电场内的储能单元优化目标，如公式(2)所示，f＝min{E_Scn,P_Scn}         (2)其中，E_Scn为光伏电场内的储能单元的总容量，P_Scn为光伏电场内的储能单元的最大充电功率；(B5)、以配电网的稳态安全运行为光伏电场内的储能单元优化目标的约束条件，如公式(3)所示，其中，P_i、Q_i分别为节点i光伏板的有功出力和无功出力，P_imin、P_imax、Q_imin、Q_imax分别为节点i光伏板的有功出力和无功出力的上、下限；S_ij为配电网并网时流过线路ij的潮流，S_ijmax为线路ij允许流过的最大功率；U_i为节点i光伏板的电压幅值，U_imin和U_imax分别表示节点i光伏板电压幅值的上下限；(B6)、根据储能单元优化目标的约束条件，根据公式(4)，计算得到光伏电场的并网日平均并网功率SP_V，光伏电场的并网日最大并网功率SP_Vmax，光伏电场的并网日最小并网功率SP_Vmin，其中，V＝24小时，P_V(t)为光伏电场的并网实时功率；△S为计算步长，光伏电场内的储能单元的总容量E_Scn，光伏电场内的储能单元的最大充电功率P_Scn，如公式(5)、(6)所示，P_Scn＝SP_Vmax‑SP_dVmax           (6)其中，SP_dVmax为配电网允许的光伏电场的最大并网功率；步骤(C)、将风电场内的风机呈正方形分布，风电场的逆变器位于正方形的中心处；将光伏电场内的光伏板呈圆形分布，且光伏电场内的逆变器位于圆形圆心处。