[發明專利]一種風光儲輸混合發電站建站容量配比規劃方法

無效

• 申請號: 201110250384.9
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102280938A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 鄒見效;徐紅兵;辛曉帥
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種風光儲輸混合發電站建站容量配比規劃方法，根據風光儲輸混合發電站建站規劃總容量及風電機組、光伏組件、儲能電池特性參數、當地風光資源分布特點以及建站場地大小，確定風電機組數量N_w、光伏組件數量N_p、儲能電池數量N_b，以保證在發電站輸出穩定的基礎上實現年凈收益最大化，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、依據建站當地的地形、資源分布特點，建立風電機組、光伏組件功率輸出模型，建立儲能電池能量轉換模型；

(2)、確定風光儲輸混合發電站建站容量配比的規劃目標；

風光儲輸混合發電站建站容量配比的規劃以發電站年凈收益最大為目標，該目標由發電站年成本和年預測收益兩部分構成：

a：建立混合發電站年投資成本函數，投資成本是發電站風力發電機組數量N_w、光伏組件數量N_p、儲能電池數量N_b的函數，表示為：

CANC=f(Nw,Np,Nb)=Cann,totCRF(i,Rproj)/Rproj]]>

CRF(i,Rproj)=i(1+i)Rproj(1+i)Rproj-1---(1)]]>

C_ann，tot＝∑C_ann，comp+C_ann，other

C_ann，comp＝C_ann，cap+C_ann，rep+C_ann，o&m

其中，C_ANC表示按年計算的年投入成本(annual?net?cost，ANC)，C_ann，tot表示每年的發電站總花銷，CRF(i，R_proj)為資本回收因子計算公式，i為利率(％)，R_proj表示發電站規劃運營時間(年)，∑C_ann，comp表示按年計算的發電站各組件，即風力發電機組、光伏組件、儲能電池的花銷之和，C_ann，other表示除去三組件之外，包括人力費用、運輸費用等的按年計算的投入，C_ann，cap、C_ann，rep、C_ann，o&m分別表示發電站一個組件按年計算的初始設備購置成本、替換成本、維修成本；各按年計算的年投入數額均為各項總投入與系統規劃使用年限的比值；

b：在歷史統計數據的基礎上，根據風電機組、光伏組件功率輸出模型對風光儲輸混合發電站投入使用后的發電量進行預測，估算發電站收益，建立發電站年收益函數，表示為：

Cprofit=Cemissions+Cann,sub+Cann,sal]]>

=Wann‾·[(NCO2/kWh)·CCO2+(Nso2/kWh)·Cso2+(NNOx/kWh)·CNOx]+Cann,sub+Cann,sal---(2)]]>

其中，C_emissions為廢棄排放量交易獲益，C_ann，sub為發電補貼，C_ann，sal為賣電收益；分別表示每發1kWh的電發電站節約排放的二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)的質量，單位“t/kWh”，分別表示該廢氣在國際交易市場上的排放量交易單價，單位元/t；

式(1)和式(2)構成建站容量配比的規劃目標為：

maxC_net?profit＝C_profit-C_ANC?????????????????(3)

上式表示規劃目標為風光儲輸混合發電站年收益C_profit與年投入成本C_ANC的差值，即年凈收益最大化；

(3)、根據風電機組、光伏組件功率輸出模型以及儲能電池能量轉換模型，確定建站場地空間大小、建站規劃容量、風光資源互補程度、發電站功率輸出平穩性和能源利用程度作為建站容量配比規劃的約束條件，以保證風光儲輸混合發電站能夠充分利用當地的風、光資源，并確保發電站能夠較穩定的輸出功率；

(4)、根據步驟(2)的規劃目標和步驟(3)的約束條件，構建風光儲輸混合發電站建站容量配比規劃模型，并進行求解，得到風光儲輸混合發電站建站容量配比。

2.根據權利要求1所述的風光儲輸混合發電站建站容量配比規劃方法，其特征在于，所述的風光儲輸混合發電站建站容量配比規劃模型為：

式(17-1、2)中，m為建站場地劃分出的矩形空間個數，LEN(i)和WID(i)分別表示第i個矩形空間的長和寬，S(i)表示第i個矩形空間的實際面積，E_p(i)表示第i個矩形空間的可利用面積系數，D為要求的風電機組行列間距，S_p為單個光伏組件面板面積，N_{w_max}、N_{p_max}分別為滿足有限建站場地空間的風電機組、光伏組件的最大值，為取整運算符；

式(17-3、4、5、6)中，W為規劃建站容量，P_wr、P_pr分別為單臺風電機組、光伏組件額定功率，計算時單位與發電站規劃容量統一，W_b為儲能電池容量，E為允許的儲能電池容量最大比例系數；

式(17-7)中，V_b表示單臺儲能電池電壓，C_b表示單臺儲能電池容量，單位Ah，E_loss表示儲能電池能量轉換效率；

式(17-8)中，σ²表示風、光資源互補程度，為風、光資源實現最佳互補時的方差，n表示采樣時間點個數，表示風、光發電總功率輸出的小時均值，Δ為浮動系數；

式(17-9、10)中，α²描述發電不足程度，γ²描述發電余額浪費程度，S(k)-P_t(k)表示未被電網吸收且未被儲能電池存儲的電量，和分別表示發電不足程度和發電余額浪費程度各自允許的最大值；

式(17-11)和(17-12)為認為要求的風電機組、光伏組件范圍，該約束選填，N_{w_set_max}、N_{w_set_min}表示人為設定的風電機組的最大、最小臺數，N_{p_set_max}、N_{p_set_min}表示人為設定的光伏組件的最大、最小臺數；

式(17-13)表示風電機組、光伏組件和儲能電池臺/個數需滿足正整數要求。