[發明專利]電力/電量補償協同的風光水多能互補容量優化配置方法有效
| 申請號: | 202110283902.0 | 申請日: | 2021-03-17 |
| 公開(公告)號: | CN112803499B | 公開(公告)日: | 2022-08-26 |
| 發明(設計)人: | 譚喬鳳;聞昕;孫圓亮;丁紫玉;王珍妮 | 申請(專利權)人: | 河海大學 |
| 主分類號: | H02J3/46 | 分類號: | 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 |
| 地址: | 211100 江蘇*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 電力 電量 補償 協同 風光 多能 互補 容量 優化 配置 方法 | ||
1.電力/電量補償協同的風光水多能互補容量優化配置方法,其特征在于,包括:
通過評估風光資源量,初步選取風光電站場址,并確定風光最大可開發容量,包括:通過計算各地理網格內平均風速、風功率密度、風速年內分布以及年風能可利用小時評估流域內各地理網格的風能開發潛力;以年均太陽總輻射和日照時數評價太陽能資源的豐富程度,采用一年中各月日照時數大于6h的天數最大值與最小值之比衡量太陽能穩定程度,綜合評估流域內各地理網格的太陽能資源的豐富程度和穩定程度;結合《風能資源評估手冊》和《光伏并網電站太陽能資源評估規范》規定,以及流域下墊面條件選出風光資源開發潛力最優的地理網格;根據地理網格面積確定風光最大可開發容量;
構建兼顧長期電量補償和短期電力補償的風光水多能互補長短嵌套序貫調度模型,評估給定風光裝機容量下風光水多能互補調度效益;
所述兼顧長期電量補償和短期電力補償的風光水多能互補長短嵌套序貫調度模型包括兩層,
第一層為以風光水多能互補系統全年發電收益最大為目標的長期電量補償優化調度模型;第二層為以電網剩余負荷方差最小為目標的短期電力補償優化調度模型;
所述長期電量補償優化調度模型為:
Phi,d=kQei,d*Hi,d,
其中,E為風光水多能互補系統全年發電收益,Δd為長期時段長,m為水電站數量,Td為長期調度劃分時段數,Cw,d和Cs,d分別為風電和光伏上網價格,Ch,d為水電隨長期時段d變化的豐枯電價,Phi,d為水電站i在長期時段d的輸出功率,Pwi,d和Psi,d分別為在長期時段d,接入水電站i打捆送出的風電和光伏輸出功率,Qei,d為水電站i在長期時段d的發電流量,Hi,d為水電站i在長期時段d的發電水頭,k為水電站出力系數,Pstc為標準條件下光伏電池板的出力,Istc為標準條件所對應的輻照度,tstc為標準條件下所對應的溫度,Ii,d為光伏電站在長期時段d的實測輻照度,為光伏電池板的功率溫度系數,ti,d為光伏電站在長期時段d的光伏電池板溫度,為風機額定輸出功率,vi,d為風機在長期時段d的輪轂高度風速,vin為切入風速,vout為切出風速,vr為風機額定風速;
所述長期電量補償優化調度模型需滿足約束條件:
水量平衡約束:
Vi,d+1=Vi,d+(Ii,d-Qi,d)Δd,
其中,Vi,d,Vi,d+1分別為水電站i在長期時段d的初、末庫容,Ii,d和Qi,d分別為水電站i在長期時段d的入庫流量和出庫流量;
發電引用流量約束:
其中,為水電站i最大允許引用流量;
下泄流量約束:
Qi,min≤Qi,d≤Qi,max,
其中,Qi,min為水電站i下游最小生態需水流量,Qi,max為水電站i最大允許下泄流量;
水庫庫容約束:
Vi,min≤Vi,d≤Vi,max,
其中,Vi,min為水電站i死庫容,Vi,max為水電站i在長期時段d的最大允許庫容;
日水位變幅約束:
ΔZ≤ΔZmax,
其中,ΔZ為一日水位變幅,ΔZmax為一日最大允許水位變幅;
輸送通道容量約束:
Psi,d+Pwi,d+Phi,d≤Nmax,
其中,Nmax為輸送通道最大容量;
所述短期電力補償優化調度模型為:
其中,F為電網剩余負荷方差,T為短期調度劃分時段數,分別為風電、光伏和水電站在短期時段t的出力,Lt為短期時段t的電網負荷需求,Lmax為最大電網負荷需求,為平均缺負荷量;
所述短期電力補償優化調度模型同樣需滿足在短期時段內的水電站水量平衡約束,水電站水位變幅約束,水電站庫容約束,水電站流量約束,以及輸送通道容量約束,還需要滿足:
Sd,96=Sd,
其中,Sd長期時段d的末水位,Sd,96為短期調度日末水位;
構建電力/電量補償協同的風光水多能互補容量優化配置模型;所述優化配置模型以風光最大可開發容量為約束,以風光水多能互補調度全生命周期投資收益最大化為目標,所述優化配置模型如下:
max NP=P-Cin-Com,
其中,NP為互補運行全生命周期投資凈收益,P為互補運行全生命周期總發電收益,Cin為風光電站前期投資成本,Com為風光電站在全生命周期內的運行維護成本,Y和Td為全生命周期年數和每年的天數,分別表示水電站、光伏電站和風電站在第i年j天k時段內的發電收益,和分別為單位裝機容量光伏電站和風電站的投資費用,Npv和Nw分別表示光伏電站和風電站的裝機容量,和分別表示單位裝機容量光伏、風電的年運行維護費用,Npv、Nw分別為光伏電站和風電站的裝機容量;
求解所述優化配置模型,得到最優風光裝機容量。
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