[發明專利]一種面向冷庫的光伏儲能容量配置方法及系統

有效

• 申請號: 202110635121.3
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113346556B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 馮勇;楊家全;何婕;張子昊;欒思平;李響
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請涉及光伏儲能容量的優化配置技術領域，提供一種面向冷庫的光伏儲能容量配置方法及系統。本申請首先獲取光伏組件的數學模型、制冷設備的數學模型、蓄電設備的數學模型和冷儲設備的數學模型，并建立以系統年經濟成本最小和二氧化碳排放量最小為目標的多目標函數；然后通過構建功率平衡約束、光伏組件運行約束、制冷設備運行約束、蓄電設備運行約束和冷儲設備運行約束，建立多目標規劃模型；對所述多目標規劃模型中的多目標函數進行歸一化處理后，再進行線性加權；最后利用粒子群算法對制冷系統設備進行規劃配置，從而降低冷庫制冷系統的總成本，減少二氧化碳排放量，提高可再生能源的利用率。

技術領域

本申請涉及光伏儲能容量的優化配置技術領域，尤其涉及一種面向冷庫的光伏儲能容量配置方法及系統。

背景技術

目前，制冷設備主要包括家用電冰箱、空調、冷庫、冷藏車和制冰機，隨著社會的智能化發展，不僅制冷設備的用電量超過總用電量的15％，而且制冷設備中使用制冷劑所產生的氣體排放也對環境造成了嚴重影響。

冷庫作為一種通過人工手段為物品創造一定溫度環境的制冷貯藏設備，雖然其不斷發展給人們的日常生活、生產和工作都帶來了極大的便利，但部分冷庫存在設備陳舊老化以及制冷系統缺乏節能措施等問題，導致冷庫成為制冷設備領域中的能源消耗大戶。

現有技術中，針對冷庫制冷系統的節能改造，越來越多地運用光伏發電等新型可再生能源技術進行優化配置。由于光伏發電具有波動性、隨機性和間歇性，易造成供電不穩定及能源浪費問題，因而通常需要引入儲能設備以保障供電的穩定。目前，應用最為廣泛的儲能設備是蓄電設備，故將光伏發電和蓄電設備協同運行，是當前制冷系統采用的主要手段。然而，盡管蓄電設備技術日益成熟，但蓄電設備的成本較高，導致整個制冷系統的總成本也較高。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本申請旨在提供一種面向冷庫的光伏儲能容量配置方法及系統，通過建立以系統成本最小和二氧化碳排放量最小為目標的混合整數規劃模型，從而實現儲能設備的合理配置。

為了實現上述目的，一方面，本申請提供一種面向冷庫的光伏儲能容量配置方法，具體包括：

獲取冷庫的制冷系統模型，所述制冷系統模型包括光伏組件的數學模型、制冷設備的數學模型、蓄電設備的數學模型和冷儲設備的數學模型。

所述光伏組件的數學模型為：

P_PV＝A_PVG_Sη_PV[1+α_PV(T_PV-T_STC)]

其中，P_PV為光伏陣列輸出電功率，A_PV為光伏陣列安裝面積，η_PV為光伏發電轉換效率，G_S為太陽光照強度，α_PV為功率溫度系數，T_PV為光伏電池板表面溫度，T_STC為標準測試條件溫度。

所述制冷設備為電制冷機，所述電制冷機的數學模型為：

P_t^EC,cool＝COP_ECP_t^EC,elec

其中，P_t^EC,cool為t時刻電制冷機的輸出冷功率，COP_EC為電制冷機制冷系數，P_t^EC,elec為t時刻電制冷機的輸入電功率。

所述蓄電設備為蓄電池，所述蓄電池的數學模型為：