[發明專利]一種基于多目標尋優的多能互補系統的設計方法

有效

• 申請號: 202010224858.1
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111313480B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 倪昕;王華;王葵;田龍虎;童彤;王劍釗;任鑫
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28;H02J3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種基于多目標尋優的多能互補系統的設計方法，其特征在于，包括以下步驟，

步驟1，對能源基地規劃區域內風和光資源稟賦進行分析，得到風力發電系統和光伏發電系統裝機容量的最大范圍；

步驟2，根據典型年風速時間特性模型，結合風電發電量與風速的關系，建立風力發電系統發電功率與裝機容量的關系函數；根據典型年光照時間特性模型，結合光伏發電量與光照強度的關系，建立光伏發電系統發電功率與裝機容量的關系函數；進而得出風光發電綜合輸出功率；

步驟3，利用火電系統和儲能系統的調峰屬性，來平抑光伏發電系統和風力發電系統綜合輸出功率；根據火電系統和儲能系統的實時輸出功率，以及需要平抑的光伏發電系統和風力發電系統輸出功率，得出綜合能源系統的整體輸出功率；

步驟4，基于步驟3所得綜合能源系統整體輸出功率的基礎上，設定波動約束條件，使得新能源系統的輸出功率波動小于設定的閾值；建立風力發電系統配置容量、光伏系統配置容量、火電配置容量、儲能配置容量、綜合能源系統功率以及波動率之間的關系函數；

步驟5，根據典型年份的風速時間特性模型和光照時間特性，以最小的功率波動為目標，確定綜合能源系統中風力發電系統、光伏發電系統、火電系統以及儲能系統隨時間的運行狀態和輸出功率；

步驟6，結合步驟5所得結果以及步驟4所得關系函數，建立綜合能源系統的收益和投資與各個子系統容量配置之間的關系函數；建立綜合能源系統的碳排放和各個子系統容量配置之間的關系函數；

步驟7，以碳排放最低，投資收益最大和綜合能源系統功率輸出波動最小為目標，根據現場實際情況，確定多目標函數的權重系數，通過多目標尋優算法，反向計算確定綜合能源系統中風力發電系統、光伏發電系統、火電系統以及儲能系統的設計容量。

2.根據權利要求1所述的基于多目標尋優的多能互補系統的設計方法，其特征在于，步驟1中，獲取多年的風速、日照強度數據，按時間先后順序排列，將所述數據分解到小時的尺度進行分析，得出風光要素的時間周期特征，得到典型的一年風速時間特性模型v(t)、光照時間特征模型r(t)，并確定規劃區域的確定風力發電系統和光伏發電系統裝機容量的最大范圍、風系統的容量極值L_wmax、光系統的容量極值L_rmax。

3.根據權利要求1所述的基于多目標尋優的多能互補系統的設計方法，其特征在于，步驟2中，風力發電系統發電功率P_wind(t)與風力發電系統裝機容量L_w的關系函數為：

P_wind(t)＝L_w×v(t)×P_w(v)

其中，P_w(v)為風機的功率曲線，光伏發電系統發電功率P_r(t)與光伏發電系統裝機容量L_r的關系函數為：

P_r(t)＝L_r×r(t)×P_r(r)

其中，P_r(r)為光伏發電量與效率、日照強度的關系函數。

4.根據權利要求1所述的基于多目標尋優的多能互補系統的設計方法，其特征在于，光伏發電系統和風力發電系統在長期時間尺度下的發電功率隨機性和波動性，根據風力發電系統的發電功率和光伏發電系統的發電功率之和來體現。