[發明專利]一種風光互補優化配比方法

在審

• 申請號: 202110574141.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113285655A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 曾利華;張國;郭辰;蔡安民;李家川;高建輝
• 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: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02J3/38;H02J3/46
• 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

本發明公開了一種風光互補優化配比方法，為了改善風電場輸出特性，即使風電場輸出更加平滑，可以利用風能資源與太陽資源的互補性，為風電場配置一定規模的光伏容量，本發明通過建立風光互補聯合供電系統的發電量模型，建立偏向風光聯合系統的外特性和對并網系統的沖擊性的衡量總有功功率特性的指標，即有功功率偏差率以及峰谷斜率總和λ，采用多目標優化算法對該風光互補供電系統進行優化配比研究，建立對應的風光互補供電系統的優化配比模型并編制計算程序，從而提高供電系統效益，充分利用清潔能源，利于電網接入的目的。

技術領域

本發明涉及新能源多能互補領域，具體涉及一種風光互補優化配比方法。

背景技術

隨著可再生能源技術的飛速發展，風、光互補混合發電系統以其經濟性和可靠性得到了越來越廣泛的應用。由于太陽能與風能的互補性強，風光互補工程將在資源上彌補了風電和光電獨立系統在資源上的缺陷。同時，風電和光電系統在蓄電池組和逆變環節是可以通用的，從而降低風光互補工程的造價。

自上世紀八十年代末，國外開始研究風光互補工程。主要研究領域集中在系統模型建立、系統特性分析、系統配置的優化(EftichiosKoutroulis and KostasKalaitzakis2006)、系統計算機仿真計算(Lu Lin 2004)以及實際系統應用等方面。我國在風光互補工程上，研究領域基本與國外相同，但主要處于初級階段。但如何進行各種風光組合進行配比分析，提高電能質量以及充分利用清潔能源等成為當前迫切需要研究的內容。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風光互補優化配比方法，以克服現有技術存在的缺陷，本發明針對在風場周邊建立光伏電站的情況，通過風光互補優化電能質量，以便更有利于接入電網。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種風光互補優化配比方法，包括以下步驟：

步驟1：根據太陽能資源、組件以及逆變器，建立基于光伏組件物理特性、溫度以及逆變器的光伏發電數學模型；

步驟2：根據風能資源與太陽能資源分布的互補性，建立典型的風光互補聯合供電系統的發電量模型；

步驟3：建立有功功率偏差率以及峰谷斜率總和λ來評價風光互補聯合供電系統的發電量模型的優劣并計算最佳配比。

進一步地，具體包括：

步驟a：根據經緯度及時間數據進行太陽能中天文參數的計算；

步驟b：在步驟a的基礎上進行光伏陣列傾斜面上日出日落時間及太陽時角的計算；

步驟c：光伏陣列上的總輻射由直射輻射、散射輻射和地面反射輻射數據，進行光伏陣列的最佳傾角的計算；

步驟d：在步驟a、b和c的基礎上計算出光伏陣列傾斜面上每小時的太陽輻射；

步驟e：根據全年每日的最低和最高環境溫度，計算每天日出到日落每小時的環境溫度；

步驟f：在步驟d和e的基礎上，計算每天日出到日落每小時的光伏電池溫度；

步驟g：根據光伏組件電氣參數、光伏系統串并聯參數，并在步驟a～f的基礎上，模擬考慮太陽輻射和環境溫度變化對光伏發電的逐小時出力；

步驟h：根據當地風速數據，計算每小時風力發電的出力；

步驟i：在步驟g和h的基礎上，建立典型的風光互補聯合供電系統的發電量模型；

步驟j：建立有功功率偏差率以及峰谷斜率總和λ約束指標模型，根據不同風光容量計算不同指標結果，輸出符合要求的風光容量互補配比。

進一步地，步驟a中太陽能中天文參數計算包括積日、日角和赤緯角的計算。