[發(fā)明專利]一種抽蓄電站聯(lián)合風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)及其優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710537648.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN107317355B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁睿;溫穎;吳勝磊;彭楠;謝天;劉毅;程孟晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明公開了一種抽蓄電站聯(lián)合風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，屬于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。通過對(duì)廢舊礦井的可用空間進(jìn)行改造，建成地下式抽水蓄能電站與地表的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合的混合發(fā)電系統(tǒng)，以風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)、抽水蓄能電站、電網(wǎng)傳輸功率等運(yùn)行指標(biāo)作為約束條件，得到風(fēng)光互補(bǔ)出力波動(dòng)最小、聯(lián)合系統(tǒng)出力波動(dòng)最小以及跟蹤負(fù)荷曲線優(yōu)化配置模型；最后利用改進(jìn)的模擬退火算法對(duì)模型進(jìn)行求解和優(yōu)化。該發(fā)明充分利用了地下抽水蓄能電站的儲(chǔ)發(fā)能力，并結(jié)合風(fēng)光資源的互補(bǔ)特性，使聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)節(jié)出力的靈活性更高，使總出力跟蹤負(fù)荷曲線的效果更優(yōu)，也使系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)光儲(chǔ)混合發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽蓄電站聯(lián)合風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)及其優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

一些年久日深的地下礦井由于設(shè)備陳舊、技術(shù)落后等原因被迫退出市場(chǎng)而廢棄閑置，這既浪費(fèi)了土地資源，又極易造成地表塌陷、水土流失等問題。在廢舊地下礦井的現(xiàn)有條件上改造成地下式抽水蓄能電站與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合的風(fēng)、光、抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)，不僅解決了閑置礦井地下空間重復(fù)利用的問題，還節(jié)省了修建抽蓄電站重新開鑿地下空間的資金，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了新能源接入、蓄水、儲(chǔ)能、聯(lián)合發(fā)電等多重目標(biāo)。

風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)充分利用了風(fēng)、光資源在時(shí)間分布上的互補(bǔ)性，能夠輸出穩(wěn)定、可靠性高的電能，減少并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。但是風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)發(fā)出的電量多且不易儲(chǔ)存，而抽水蓄能電站可借助水泵抽水過程，將系統(tǒng)中多余的電能儲(chǔ)存起來，不僅可以取代蓄電池儲(chǔ)能的作用，還可以通過水輪機(jī)的放水過程，在系統(tǒng)發(fā)電不足的時(shí)候向系統(tǒng)釋放電能，具有靈活、可靠、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的風(fēng)光抽蓄聯(lián)合系統(tǒng)大都是在綜合系統(tǒng)中將地表抽水蓄能電站僅僅作為儲(chǔ)能裝置進(jìn)行分析，而沒有充分利用其靈活的儲(chǔ)發(fā)特性調(diào)節(jié)出力，另外系統(tǒng)的優(yōu)化研究多以成本最小和收益最大作為優(yōu)化目標(biāo)，而沒有考慮出力跟蹤調(diào)度曲線的情況。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟待需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種在改造廢舊地下礦井為抽水蓄能電站的背景下的風(fēng)光抽蓄聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化方法，用于解決閑置礦井地下巨大空間再利用以及傳統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化研究?jī)H通過減少系統(tǒng)成本和增加系統(tǒng)收益。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種抽蓄電站聯(lián)合風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，包括風(fēng)力機(jī)、光伏陣列、水泵、水輪機(jī)、逆變器和控制器；

其中，風(fēng)力機(jī)，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能；

光伏陣列，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能；

水泵，用于將下水庫(kù)的水抽至上水庫(kù)，將電能轉(zhuǎn)換成水能存儲(chǔ)起來；

水輪機(jī)，用于將上水庫(kù)的水放至下水庫(kù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能；

逆變器，將光伏陣列輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡?/p>

控制器，調(diào)整風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)輸出端工作狀態(tài)。

一種基于抽蓄電站聯(lián)合風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的控制方法，具體包含如下步驟；

步驟1，采集并錄入風(fēng)/光/抽蓄聯(lián)合系統(tǒng)所處地點(diǎn)的風(fēng)速、光照負(fù)荷、地下抽水蓄能電站上水庫(kù)量和用戶用電數(shù)據(jù)；

步驟2，確定風(fēng)/光/抽蓄聯(lián)合系統(tǒng)的調(diào)度策略，具體如下：

風(fēng)/光/抽蓄聯(lián)合系統(tǒng)在任意時(shí)刻都滿足下式：

P_M(t)＝P_pv(t)+P_wg(t)+P_ps(t)-P_sl(t)