[發(fā)明專利]風電-光伏-光熱-電加熱器互補發(fā)電系統(tǒng)容量優(yōu)化模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010926345.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112149339B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴煥金;郭蘇;何意;宋國濤;阿依努爾·庫爾班;王豪威;劉德有
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;H02J3/00;H02J3/46;G06F111/04;G06F111/06;G06F113/06;G06F119/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 紀德虎

1.風電-光伏-光熱-電加熱器互補發(fā)電系統(tǒng)容量優(yōu)化模型，其特征在于：

采用多目標粒子群優(yōu)化算法，以平準化度電成本LCOE和負荷缺電率LPSP為目標函數(shù)，優(yōu)化風電場、光伏電站、集熱場和汽輪發(fā)電機裝機容量及儲熱時長；

構(gòu)建目標函數(shù)：

I_total＝I_wC_w+I_pvC_pv+I_cC_co+I_tesT_em+I_pbC_pb+I_EHm (1)

M_total＝M_wC_w+M_pvC_pv+M_coC_co+M_tesT_em+M_pbC_pb+M_EHm (2)

I_w、I_pv、I_co、I_tes、I_pb、I_EH和M_w、M_pv、M_co、M_tes、M_pb、M_EH分別表示風電場、光伏電站、集熱場、儲熱、常規(guī)島和電加熱器模塊的初始成本和運維成本，m和T_e分別表示儲熱模塊每小時額定儲放熱容量和以額定容量儲放熱小時數(shù)，C_w、C_pv、C_co和C_pb分別表示風電場、光伏電站、集熱場和常規(guī)島模塊的裝機容量；I_total是風電場、光伏電站、集熱場、常規(guī)島、儲熱和電加熱器模塊的初始總成本，M_total是風電場、光電站伏、集熱場、常規(guī)島、儲熱和電加熱器模塊的年運維總成本，Q_w、Q_pv和Q_csp分別為風電、光伏和光熱電站的年總發(fā)電量，ε_w、ε_pv和ε_csp分別是風電、光伏、光熱電站的年折損因子，i是折現(xiàn)率，N是使用年限；

當Wind-PV-CSP-EH系統(tǒng)出力小于負荷時，系統(tǒng)出力不能滿足負荷需求，采用LPSP指標評估；

d為系統(tǒng)計算總天數(shù)，p為互補發(fā)電系統(tǒng)出力，pr為負荷；

年發(fā)電量：

p_real為實際逐時發(fā)電量，p_total為年總發(fā)電量；

目標函數(shù)為：

C_w、C_pv、C_co和C_pb分別表示風電場、光伏電站、集熱場和常規(guī)島模塊的裝機容量；T_e為儲熱模塊儲熱時長。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電-光伏-光熱-電加熱器互補發(fā)電系統(tǒng)容量優(yōu)化模型，其特征在于：目標函數(shù)的約束條件為：

SPSP≤δ₁ (9)

X,Y,Z,m,T_e≥0 (10)

式(9)約束了能源浪費率SPSP，δ₁為SPSP的最大約束值；

式(10)約束了個模塊裝機容量；

集熱場約束：

ΔQ_down≤|Q_t-Q_t-1|≤ΔQ_up (13)

DNI_t≥DNI_st (14)

式(11)和(12)約束集熱場最小運行時長和停機時長，和分別為集熱場任意一次運行和停機時長，和分別為最小運行和停機時長；式(13)約束集熱場熱功率變化，相當于汽輪發(fā)電機中的爬坡率，Q_t和Q_t-1分別為集熱場當前時刻和上一時刻吸收熱功率，ΔQ_up和ΔQ_down分別為集熱場上下爬坡；式(14)和(15)約束集熱場啟動條件，DNI_t表示當前時刻DNI值，DNI_st表示開場DNI值，T_DNI表示滿足未來一段時間內(nèi)DNI值大于DNI_st的時長，T_DNIst表示滿足集熱場啟動的未來一段時間DNI值大于DNI_st的最小時長；

儲熱模塊約束：

ms_l≤ms≤ms_max (16)

md_l≤mda(i,j)≤ms_max (17)

0≤ma(i,j)m (18)

0≤mda(i,j)≤ms_max (19)

式(16)和(17)約束儲熱模塊的剩余儲熱空間和儲熱量，ms_l表示冷罐在最低操作液位時相對于熱罐所具有存儲空間，md_l表示熱罐在最低操作液位時相對于冷罐所具有的存儲熱量，mda為當前時刻儲熱模塊剩余熱量；式(18)限制了儲熱模塊單位時間內(nèi)放熱容量，ma為當前時刻儲熱模塊釋放的熱量。