[發明專利]一種基于空間網格搜索的風光水互補容量與選址優化方法

有效

• 申請號: 202110498818.0
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113128786B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 譚喬鳳;王珍妮;聞昕;丁紫玉;孫圓亮;王燕玲
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明公開了一種基于空間網格搜索的風光水互補容量與選址優化方法，在考慮風光水系統全生命周期綜合效益最大的同時，提出了面向多層級、多對象的多能互補系統關鍵風險指標約束，采用基于高精度地理網格組合的“升尺度降維?網格擴展遍歷?降尺度重構”三階段精細化網格搜索算法，實現多能互補系統最優容量配置方案的高效求解；同時在考慮風光水系統風險指標約束的前提下，基于系統全生命周期凈收益篩選得到最優的容量配置方案。本發明將大規模風、光電站選址和規模優化問題轉化為若干個空間網格的組合和搜索問題，為新能源的規劃建設提供技術支持，適用于在大規模多能互補系統容量精細化配置和選址中推廣應用。

技術領域

本發明涉及發電系統容量配置與選址技術領域，特別涉及一種基于空間網格搜索的風光水互補容量與選址優化方法。

背景技術

風光水多能互補系統容量配置已成為國內外熱點研究對象，其中，科學合理地規劃論證與現有水電站匹配的風光電站選址和接入規模，是保證多能互補系統運行可靠性和經濟性的基礎和關鍵。多能互補系統容量配置的核心內容為：在資源可用性和負荷特性基礎上，優化系統電站的選址和裝機規模，使得互補系統既滿足電力可靠供應，又兼顧投資經濟合理。當前對于多能互補系統電源容量配置的技術研究主要集中于小型互補系統，包括風光互補、水光互補、水風互補和風光水互補系統，而由于大規模互補系統內部結構復雜，不確定性因素眾多，模型求解困難，目前對于大規模、特別是兩種以上能源互補系統容量配置的研究相對較少。

此外，多能互補系統精細化容量配置，需在宏觀配置研究基礎上，進一步考慮風光資源時空差異特性、系統時序運行特性等多重因素，提出各電站位置、裝機、接入方式等方案。當前的配置方案多集中于其中一個重點，例如針對風光能源提出了兼顧資源時空特性、電力系統接納能力和新能源發電量占比等目標的容量規劃與選址優化方法，但未涉及風光水三種能源的多能互補運行。或是利用風光資源特性初步規劃了風光電站場址，建立保障負荷需求的風光水系統選址和容量優化模型。總的來說，由于精細化配置模型的復雜性，目前風光電站選址和規模研究一般對于系統調度方式、資源時空分布差異等都做了大量簡化，對于方案效益和風險的計算分析也不充分。

從上述現有多能互補系統的電源容量配置技術可以看出，目前對于小規模互補系統的容量配置已有較多探討，但對于結構復雜、難度更大、不確定性更突出的千萬千瓦級風光水三種清潔能源互補系統而言，相關技術以解決打捆容量或裝機配比等宏觀問題為主，未能充分考慮資源時空分布差異和出力時序互補特性，缺乏針對電站選址、規模、接入方式等更精細要素的優化配置技術方案。

發明內容

針對上述現有大規模風光水互補系統電源容量配置技術的不足，本發明提出一種基于空間網格搜索的風光水互補容量與選址優化方法，可以有效均衡容量和選址方案的潛在風險和綜合效益，適用于在我國大型清潔能源基地新能源容量配置中推廣應用。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于空間網格搜索的風光水互補容量與選址優化方法，包括：

構建以風光水互補系統全生命周期凈效益最大為目標的風光電站容量配置模型；

建立風光水互補系統的風險評價指標體系及指標的可控閾值約束集，作為風光電站容量配置尋優過程中的安全約束；

采用基于精細化空間網格搜索的方式對所述風光電站容量配置模型進行求解；

考慮風光水互補系統風險評價指標安全約束，對所求解的風光電站容量配置方案進行尋優，確定最優風光電站的容量配置方案。

進一步的，所述構建以風光水互補系統全生命周期凈效益最大為目標的風光電站容量配置模型，包括：

max NP＝P-C_in-C_om；