分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，包括以下步驟：進(jìn)行前期規(guī)劃，確定安裝風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小型水電站和儲能蓄電池的考慮安裝數(shù)量，按照排列組合的方法生成多套可選規(guī)劃方案；分別建立風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小型水電站以及儲能蓄電池的輸出功率模型；計(jì)算每一套可選規(guī)劃方案的系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，并分別判斷每一套可選規(guī)劃方案是否符合系統(tǒng)可靠性要求，若符合則執(zhí)行后續(xù)步驟，若不符合則舍棄；對于多套符合系統(tǒng)可靠性要求的可選規(guī)劃方案，根據(jù)其系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，計(jì)算對應(yīng)的費(fèi)用貼現(xiàn)值并按升序排列，選擇費(fèi)用貼現(xiàn)值小的作為推薦規(guī)劃方案。本發(fā)明具有全面真實(shí)、穩(wěn)定可靠且效益較優(yōu)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分布式電源配網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可再生能源的接入是智能電網(wǎng)發(fā)展過程中急待解決的問題之一，分布式發(fā)電是可再生能源接入智能電網(wǎng)的重要形式，具有發(fā)電方式靈活、清潔環(huán)保、投資額度小等優(yōu)點(diǎn)。分布式電源形式包括光伏陣列發(fā)電、風(fēng)力機(jī)組發(fā)電、小水電、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、燃料電池發(fā)電等。多種分布式電源構(gòu)成的混合發(fā)電系統(tǒng)與目前我國主流的火力發(fā)電為主的常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)存在著很大差異，此外，由于可再生能源發(fā)電存在隨機(jī)性、反調(diào)峰特性等不利因素，因此可再生能源發(fā)電有時候不能有效地接入電網(wǎng)，采用可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不高，因此亟需預(yù)先進(jìn)行合理的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種具有全面真實(shí)、穩(wěn)定可靠且效益較優(yōu)的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目 的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，包括以下步驟:A.進(jìn)行前期規(guī)劃，確定在所述分布式混合發(fā)電系統(tǒng)中安裝風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小型水電站和儲能蓄電池的考慮安裝數(shù)量，按照排列組合的方法生成多套可選規(guī)劃方案建立所述風(fēng)電機(jī)組的輸出功率模型、建立所述光伏陣列的輸出功率模型、建立所述小型水電站的輸出功率模型以及建立所述儲能蓄電池的輸出功率模型；C.計(jì)算每一套可選規(guī)劃方案的系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，并分別判斷每一套可選規(guī)劃方案是否符合系統(tǒng)可靠性要求，若符合則執(zhí)行步驟D，若不符合則舍棄；D.對于多套所述符合系統(tǒng)可靠性要求的可選規(guī)劃方案，根據(jù)其系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，計(jì)算對應(yīng)的費(fèi)用貼現(xiàn)值并按升序排列，選擇所述費(fèi)用貼現(xiàn)值小的所述可選規(guī)劃方案為推薦規(guī)劃方案。
[0005]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述建立所述風(fēng)電機(jī)組的輸出功率模型包括:多臺風(fēng)電機(jī)組輸出功率為PWT(v)=NWTPwt(v)，單位為kW，其中，Nwt為風(fēng)電機(jī)組數(shù)量，
【權(quán)利要求】
1.一種分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟: A.進(jìn)行前期規(guī)劃，確定在所述分布式混合發(fā)電系統(tǒng)中安裝風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小型水電站和儲能蓄電池的考慮安裝數(shù)量，按照排列組合的方法生成多套可選規(guī)劃方案； B.建立所述風(fēng)電機(jī)組的輸出功率模型、建立所述光伏陣列的輸出功率模型、建立所述小型水電站的輸出功率模型以及建立所述儲能蓄電池的輸出功率模型； C.計(jì)算每一套可選規(guī)劃方案的系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，并分別判斷每一套可選規(guī)劃方案是否符合系統(tǒng)可靠性要求，若符合則執(zhí)行步驟D，若不符合則舍棄； D.對于多套所述符合系統(tǒng)可靠性要求的可選規(guī)劃方案，根據(jù)其系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率，計(jì)算對應(yīng)的費(fèi)用貼現(xiàn)值并按升序排列，選擇所述費(fèi)用貼現(xiàn)值小的所述可選規(guī)劃方案為推薦規(guī)劃方案。
2.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述建立所述風(fēng)電機(jī)組的輸出功率模型包括: 多臺風(fēng)電機(jī)組輸出功率為PWT(v)=NWTPwt(v)，單位為kW，其中，Nwt為風(fēng)電機(jī)組數(shù)量，
3.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述建立所述光伏陣列的輸出功率模型包括:
4.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述建立所述小型水電站的輸出功率模型包括: 由于不同位置的小型水電站彼此差異較大，因此需對各個小型水電站分別建模，其中， 在豐水期小型水電站的輸出功率為:Ρητ=ΝητΡητκ，其中，Pht為小水電出力，單位為kW，Nht為小水電水輪機(jī)機(jī)組數(shù)，Phte為小水電單臺發(fā)電機(jī)組額定功率； 在枯水期小水電的輸出功率為:Pht=KwtQH，其中，Kwt為水電站出力系數(shù)，無量綱，Kwt= Y water nffT, Y water=9.81kN/m3為水的容重，nWT為水輪發(fā)電機(jī)組總效率，Q為水電站水輪機(jī)流量之和，枯水期近似等于河流徑流流量Q&ct，單位為m3/h，H為水輪機(jī)的工作水頭，單位為m, H=Htl-Ah,水電站上、下游水位差Htl稱為靜水頭，Ah為壓力引水系統(tǒng)水頭損失。
5.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述建立所述儲能蓄電池的輸出功率模型包括: 單個蓄電池的額定電池能量EbatK為恒定值，單位為kW ； 單個儲能蓄電池組充、放電功率為Pbat (t)，單位為kW，放電時Pbat⑴> O，充電時Pbat (t) ( O，為了保護(hù)蓄電池，約束條件為Pbatmin ( Pbat ( Pbatmax，其中，Pbatmin為蓄電池充電功率下限約束，Pbatmax為蓄電池充電功率上限約束； 單個蓄電池充放電時，其剩余電池能量為
6.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述系統(tǒng)負(fù)荷缺電率和系統(tǒng)能量過剩率包括: 將每年分為8760h，以Ih為計(jì)算時間間隔，設(shè)規(guī)劃當(dāng)?shù)氐趖小時的系統(tǒng)負(fù)荷為Pumd (t)，單位為kW，在上述的建模過程中得到了風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小水電水電站第t小時的輸出功率分別為Pwt⑴、Ppv (t)、Pht⑴，單位為kW，記第t小時的系統(tǒng)凈負(fù)荷為Pnet (t) =Pload⑴-Pwt⑴-Ppv⑴-Pht⑴，單位為kff ； 當(dāng)Pnrt(t)>0時，風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小水電水電站輸出功率之和不能滿足系統(tǒng)負(fù)荷，儲能蓄電池應(yīng)當(dāng)放電輸出功率來補(bǔ)償差額，但需要滿足蓄電池充放電約束條件，故儲能蓄電池輸出功率為 Pbat ⑴=min (Pnet (t)，(SOC (t-1) -20%).NBATEbat/lh, NBATpbatmax)，其中，min()表示取括號中幾項(xiàng)的最小值，然后計(jì)算第t小時的系統(tǒng)負(fù)荷缺電功率I\SP(t)，Plsp (t) =Pnet (t)-Pbat (t)，單位為 kff,以及計(jì)算 SOC ⑴； 當(dāng)Pnrt (t) ( O時，風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、小水電水電站輸出功率之和滿足或超過系統(tǒng)負(fù)荷，儲能蓄電池應(yīng)當(dāng)充電吸收儲存能量，但需要滿足蓄電池充放電約束條件，故儲能蓄電池充放電功率為 Pbat ⑴=max (Pnet (t)，(SOC (t-1) -95%).NBATEbat/lh，NBATpbatmin)，其中，max O表示取括號中幾項(xiàng)的最大值，然后計(jì)算第t小時的系統(tǒng)能量過剩功率PEEK(t)，Peer⑴=Pbat⑴"Pnet⑴，單位為kff,以及計(jì)算SOC (t)； 按照上述方法對于t e [1,8760], t為正整數(shù)，分別進(jìn)行計(jì)算，以獲取系統(tǒng)負(fù)荷缺電率
7.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述系統(tǒng)可靠性要求包括: 某套方案的系統(tǒng)負(fù)荷缺電率
8.如權(quán)利要求1所述的分布式混合發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃方法，其特征在于，所述費(fèi)用貼現(xiàn)值的計(jì)算公式為:
【文檔編號】H02J3/00GK103606913SQ201310498966
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】邢玉輝, 朱桂萍, 夏永洪, 范瑞祥, 辛建波, 胡偉, 趙勇, 曹蓓 申請人:清華大學(xué), 江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司