[發(fā)明專利]并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210616575.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN114977292A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔源;王曉寧;楊繼明;王傳鑫;高岳;劉鵬;李濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華能新銳控制技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/24;H02J3/32;G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 北京中知法苑知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽(yáng)

本公開提供一種并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置。所述方法包括：建立并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的輸出功率模型；根據(jù)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的輸出功率模型，建立所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型；根據(jù)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型，建立所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模優(yōu)化模型；基于郊狼優(yōu)化算法，對(duì)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用郊狼優(yōu)化算法解決了考慮可靠性和溫室氣體排放的并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題，與非可再生能源并網(wǎng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的NPC和COE均有所減小。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)和工業(yè)工具的擴(kuò)展以及不同行業(yè)對(duì)能源供應(yīng)需求的上升，可再生能源的使用已成為必然。在所有可再生資源中，太陽(yáng)能具有特殊的重要性。世界上光伏(PV)系統(tǒng)的總?cè)萘恳呀?jīng)從2006年的7吉瓦增加到2016年底的約300吉瓦。

另一方面，太陽(yáng)能由于發(fā)電的不確定性，如太陽(yáng)輻射的不均勻性，氣候條件，以及發(fā)電和消費(fèi)時(shí)間的不匹配，與化石燃料相比不太可靠。因此，有必要使用儲(chǔ)能系統(tǒng)。此外，預(yù)計(jì)未來(lái)電力需求將顯著增加，這將導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的挑戰(zhàn)，特別是在電力需求的高峰期。安裝在住宅區(qū)的儲(chǔ)能系統(tǒng)、家庭設(shè)備的優(yōu)化調(diào)度以及家用電器和電池的聯(lián)合調(diào)度可以通過(guò)削峰填谷在一定程度上解決這些挑戰(zhàn)。

由于購(gòu)買和安裝光伏電池系統(tǒng)的成本很高，因此需要確定光伏電池板和電池存儲(chǔ)系統(tǒng)的確切尺寸，以避免規(guī)模過(guò)大，并以盡可能低的價(jià)格供應(yīng)能源需求。今天，使用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)確定可再生能源系統(tǒng)的大小是最常見的方法，因?yàn)樗哂袦?zhǔn)確性和簡(jiǎn)單性。由美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和開發(fā)的HOMER軟件是最受歡迎的軟件之一。此外，人工智能技術(shù)作為傳統(tǒng)方法的替代方法正變得越來(lái)越受歡迎，例如粒子群優(yōu)化技術(shù)，遺傳算法，和諧搜索算法，蟻群算法，布谷鳥搜索和混合算法。

在最近的研究中，人們選擇了不同的能源資源，如光伏板、柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)、水輪機(jī)等。還有不同的儲(chǔ)能系統(tǒng)，如電池、燃料電池、水泵、飛輪等，用于儲(chǔ)存產(chǎn)生的能量。由于在這些研究中使用了復(fù)雜的系統(tǒng)，部件的初始成本太高。分時(shí)電價(jià)是基于電力消耗時(shí)間的電價(jià)差異化。公用事業(yè)供應(yīng)商試圖通過(guò)實(shí)施在典型的高峰消費(fèi)時(shí)段內(nèi)收取更高費(fèi)率的電價(jià)結(jié)構(gòu)來(lái)減少高峰時(shí)段的需求。盡管在先前的研究中，在優(yōu)化過(guò)程中考慮了分時(shí)電價(jià)和電網(wǎng)的可靠性，但尚未有使用可再生系統(tǒng)補(bǔ)償停電和覆蓋電網(wǎng)峰值的報(bào)告。

發(fā)明內(nèi)容

本公開旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置。

本公開的一方面，提供一種并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的優(yōu)化方法，所述方法包括：

建立并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的輸出功率模型；

根據(jù)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的輸出功率模型，建立所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型；

根據(jù)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型，建立所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模優(yōu)化模型；

基于郊狼優(yōu)化算法，對(duì)所述并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化。

在一些實(shí)施方式中，所述建立并網(wǎng)光伏電池系統(tǒng)的輸出功率模型，包括：

采用帶有串聯(lián)電阻的單二極管光伏電池的精確模型來(lái)獲得光伏電池的輸出功率；下述公式(1)顯示了光伏電池的最大發(fā)電量：

P_max.c(t)＝V_OC.c(t).I_SC.c(t).FF(t) (1)

其中，P_max.c(t)為光伏電池的最大發(fā)電量，I_SC.c(t)為光伏電池的短路電流，V_OC.c(t)為光伏電池的開路電壓；I_SC.c(t)和V_OC.c(t)的計(jì)算公式如下公式(2)和公式(3)：