[發明專利]多能互補系統的電儲能/熱儲能容量聯合優化方法及系統

在審

• 申請號: 201910548653.6
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN112134307A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李湃;劉純;王偉勝;黃越輝;王躍峰;張琳;祁萬年;宋銳;甘嘉田;楊軍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;青海格爾木魯能新能源有限公司;國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;都城偉業集團有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種多能互補系統的電儲能/熱儲能容量聯合優化方法及系統，獲取風電場、光伏電站的理論發電功率以及光熱電站全年的理論輸入熱量值、儲熱罐和儲能電池最大配置總容量；將所述風電場、光伏電站的理論發電功率、光熱電站全年的理論輸入熱量值、以及儲熱罐和儲能電池最大配置總容量輸入至預先建立的電儲能/熱儲能容量聯合優化模型中；采用優化求解器求解電儲能/熱儲能容量優化模型，得到光熱電站儲熱罐和儲能電池的最優配置容量配比。本發明能夠充分計及新能源發電的隨機波動性，因而得到的儲熱罐和儲能電池容量更加科學、合理。

技術領域

本發明涉及新能源優化技術，具體涉及一種多能互補系統的電儲能/熱儲能容量聯合優化方法及系統。

背景技術

為促進可再生能源消納，減少棄風、棄光，需利用大型綜合能源基地風能、太陽能等資源的組合優勢，加快推進風光儲多能互補系統的建設運行。建設含風電、光伏發電、光熱發電和儲能電池的多能互補發電系統，能夠充分利用風光資源的互補特性，發揮光熱電站儲熱系統和儲能電池的調節作用，有效降低新能源整體的棄電率，實現可再生能源的有效消納。因此，亟需提出一種光熱電站儲熱容量和儲能電池容量的優化配置方法。

已有學者開展了針對風光儲多能互補聯合發電系統儲能容量優化配置方法的研究，目前的研究仍存在以下幾方面的不足：第一，已有研究主要面向含風電、光伏發電和儲能電池的多能互補系統，針對含光熱電站的多能互補系統的研究還較為匱乏，由于光熱電站儲熱系統的調節原理不同于儲能電池，因此已有的儲能電池建模方法無法適用；第二，目前已有的研究主要面向微電網，由于風光的裝機容量較少，其隨機波動性較低，通常采用新能源發電的典型日曲線作為優化的輸入條件，當新能源裝機容量較大時，其發電功率具有明顯的隨機波動性，典型日曲線無法準確描述新能源發電的隨機波動特性，因而研究方法并不適用于基于大型新能源基地的多能互補系統。

發明內容

為解決上述現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種多能互補系統的電儲能/熱儲能容量聯合優化方法及系統，能夠充分計及新能源發電的隨機波動性，因而得到的儲熱罐容量更加科學、合理。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種多能互補系統的電儲能/熱儲能容量聯合優化方法，其改進之處在于：

獲取風電場、光伏電站的理論發電功率、光熱電站全年的理論輸入熱量值、儲熱罐和儲能電池最大配置總容量；

將所述風電場、光伏電站的理論發電功率、光熱電站全年的理論輸入熱量值、儲熱罐和儲能電池最大配置總容量輸入至預先建立的電儲能/熱儲能容量聯合優化模型中；

采用優化求解器求解電儲能/熱儲能容量優化模型，得到光熱電站儲熱罐和儲能電池的最優配置容量。

進一步地：所述預先建立的多能互補系統電儲能/熱儲能容量聯合優化模型包括：

以新能源總發電量最大為目標構建的目標函數，以及對應的約束條件；

所述約束條件包括：

風電和光伏發電功率約束、光熱電站發電功率約束、儲熱罐儲熱量約束、儲能電池荷電狀態約束、儲能電池荷電狀態約束、儲熱罐和儲能電池容量約束、新能源限電率約束以及外送通道容量約束。

進一步地：所述目標函數，用如下表達式表示：

式中，和分別表示風電場和光伏電站在t時段的發電功率；表示光熱電站發電機在時段t上的發電功率；T為所考慮優化時段數量；t為第t個優化時段。

進一步地：所述

風電和光伏發電功率約束如下式：

式中，和分別表示風電場和光伏電站在t時段的理論發電功率；