一種用于并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量配置技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種用于并網(wǎng) 型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式發(fā)電系統(tǒng)安裝成本、運(yùn)行收益以及運(yùn)行指標(biāo)是在進(jìn)行分布式發(fā)電規(guī)劃時(shí)需 要考慮的主要因素。因此，在并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)中，需要合理配置風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電 機(jī)組和儲(chǔ)能電池的容量，使得并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)在滿足運(yùn)行指標(biāo)要求的前提下收益最高。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，用于并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法大多是根據(jù)并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系 統(tǒng)的安裝成本或運(yùn)行成本建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，使得并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的總成本最低，且不 考慮并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的不同運(yùn)行方式帶來(lái)的影響。上述容量配置方法一般是風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組和光伏陣列的安裝容量得不到充分利用，或在實(shí)際應(yīng)用中很容易造成大量的棄風(fēng)或棄 光。在出現(xiàn)棄風(fēng)或棄光的情況下，盡管可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的成本最低，但是棄風(fēng)或 棄光導(dǎo)致風(fēng)能和光能的利用率不高，因此并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的總收益并非最高。
[0004] 此外，現(xiàn)有技術(shù)中，儲(chǔ)能電池的成本很高，故儲(chǔ)能電池的容量配置對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ) 系統(tǒng)的成本和收益具有非常大的影響。
[0005] 因此，需要提供一種用于并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0008] -種用于并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的容量配置方法，該容量配置方法包括如下步驟：
[0009] 選定目標(biāo)區(qū)域；
[0010] 獲得目標(biāo)區(qū)域的典型年的風(fēng)速、太陽(yáng)輻照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)荷的用電功率；
[0011] 根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的典型年的風(fēng)速、太陽(yáng)輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度確定目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組和光伏陣列的最大可能安裝容量；
[0012] 根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的典型年的風(fēng)速、太陽(yáng)輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度得到目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)能和 光能的互補(bǔ)特性；
[0013] 根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的典型年的風(fēng)速得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率；根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的典 型年的太陽(yáng)輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度得到光伏陣列的發(fā)電功率；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的發(fā) 電功率之和為總發(fā)電功率；
[0014] 當(dāng)發(fā)電功率大于負(fù)荷的用電功率時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列先給儲(chǔ)能電池充 電；當(dāng)儲(chǔ)能電池的電量充滿時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向電網(wǎng)輸電；
[0015] 當(dāng)總發(fā)電功率小于負(fù)荷的用電功率時(shí)，儲(chǔ)能電池先向負(fù)荷供電；在儲(chǔ)能電池向負(fù) 荷供電的情況下，如果負(fù)荷的用電需求不能滿足，電網(wǎng)再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向負(fù)荷輸電；
[0016] 在不考慮儲(chǔ)能電池的情況下，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)能和光能的互補(bǔ)特性計(jì)算得到目 標(biāo)區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的配置容量；
[0017] 在考慮儲(chǔ)能電池的情況下，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的配置容量 計(jì)算得到儲(chǔ)能電池的配置參數(shù)；
[0018] 當(dāng)總發(fā)電功率大于負(fù)荷的用電功率時(shí)，總發(fā)電功率與負(fù)荷的用電功率之差為盈余 功率；
[0019]當(dāng)總發(fā)電功率小于負(fù)荷的用電功率時(shí)，負(fù)荷的用電功率與總發(fā)電功率之差為待補(bǔ) 給功率。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟"當(dāng)發(fā)電功率大于負(fù)荷的用電功率時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列 先給儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)儲(chǔ)能電池的電量充滿時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向 電網(wǎng)輸電；當(dāng)總發(fā)電功率小于負(fù)荷的用電功率時(shí)，儲(chǔ)能電池先向負(fù)荷供電；在儲(chǔ)能電池向 負(fù)荷供電的情況下，如果負(fù)荷的用電需求不能滿足，電網(wǎng)再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向負(fù)荷輸電；"進(jìn)一 步包括如下子步驟：
[0021] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向電網(wǎng)輸電的情況下，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 和光伏陣列向電網(wǎng)輸電的功率大于聯(lián)絡(luò)線的最大輸電功率時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列向 電網(wǎng)輸電的功率等于聯(lián)絡(luò)線的最大輸電功率；
[0022] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向電網(wǎng)輸電的情況下，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 和光伏陣列再通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向電網(wǎng)輸電的情況下，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列向電網(wǎng)輸電的 功率小于聯(lián)絡(luò)線的最大輸電功率時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列向電網(wǎng)輸電的功率等于所述 盈余功率；
[0023] 在電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向負(fù)荷輸電的情況下，當(dāng)所述待補(bǔ)給功率減去儲(chǔ)能電池的放電 功率得到的功率差值大于聯(lián)絡(luò)線的最大輸電功率時(shí)，電網(wǎng)向負(fù)荷輸電的功率等于聯(lián)絡(luò)線的 最大輸電功率；此時(shí)并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷形成能量缺失；
[0024] 在電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線向負(fù)荷輸電的情況下，當(dāng)所述待補(bǔ)給功率減去儲(chǔ)能電池的放電 功率得到的功率差值小于聯(lián)絡(luò)線的最大輸電功率時(shí)，電網(wǎng)向負(fù)荷輸電的功率等于所述待補(bǔ) 給功率減去儲(chǔ)能電池的放電功率得到的功率差值。
[0025] 優(yōu)選地，所述步驟"在不考慮儲(chǔ)能電池的情況下，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)能和光能的互 補(bǔ)特性計(jì)算得到目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的配置容量"進(jìn)一步包括如下子步 驟：
[0026] 將并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的最大年收益作為第一目標(biāo)函數(shù)；
[0027] 確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的第一約束條件，并確定負(fù)荷及其與電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線 的第二約束條件；
[0028] 利用粒子群算法根據(jù)每一時(shí)刻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率、光伏陣列的發(fā)電功率、 負(fù)荷的用電功率、以及電網(wǎng)向負(fù)荷的輸電功率計(jì)算得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的配置容 量。
[0029] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式為：
[0030] max(ISysi) -max(IWSEL+1SSEL+1WDA+1Sda+Ienv_CWa_Cw〇m_Csa_Csom
[0031] ；
[0032] _Cwcon-Cscon-Cpur-Cvac-Ct)
[0033] 其中，ISYS1表示在不考慮儲(chǔ)能電池的情況下并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的年收益；Iwsa表示 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的售電收入；ISI表示光伏陣列的售電收入；IWDA表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年等值 報(bào)廢收入；ISDA表示光伏陣列的年等值報(bào)廢收入；IENV表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列發(fā)電代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤發(fā)電所帶來(lái)的總環(huán)境收益；cWA表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年均購(gòu)置成本；c_表示 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)成本；cSA表示光伏陣列的年均購(gòu)置成本；CS(]M表示光伏陣列的維護(hù)成 本；CK(]N表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器成本；(：_表示光伏陣列的變流器成本；CPUR表示并網(wǎng) 型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的全年購(gòu)電成本；cVAe表示并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的停電懲罰成本；CT表示并網(wǎng)型 風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)并入電網(wǎng)的接入成本。
[0034] 優(yōu)選地，所述步驟"在考慮儲(chǔ)能電池的情況下，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光 伏陣列的配置容量計(jì)算得到儲(chǔ)能電池的配置參數(shù)"進(jìn)一步包括如下子步驟：
[0035] 將并網(wǎng)型風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的最大年收益作為第二目標(biāo)函數(shù)；
[0036] 確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏陣列的第一約束條件，并確定負(fù)荷及其與電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線 的第二約束條件；確定儲(chǔ)能電池的第三約束條件；
[0037] 利用粒子群算法根據(jù)每一時(shí)刻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率、光伏陣列的發(fā)電功率、 負(fù)荷的用電功率、儲(chǔ)能電池的充放電功率、以及電網(wǎng)向負(fù)荷的輸電功率計(jì)算得到儲(chǔ)能電池 的配置參數(shù)。