本发明专利技术公开了一种可再生能源发电系统中电池储能电站容量-功率优化配置的方法。该方法步骤如下：设定电池储能电站的充放电运行方式，根据独立可再生能源发电系统电力盈余率和电力不足率的约束条件，以及独立系统负荷与发电功率的平衡，由电池储能电站承担独立系统内的不平衡功率；以储能电站成本最小化为目标函数，建立储能电站的容量优化模型；通过遗传算法来求解最优容量-功率配置。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可再生能源发电系统中电池储能电站容量-功率优化配置的方法。该方法步骤如下：设定电池储能电站的充放电运行方式，根据独立可再生能源发电系统电力盈余率和电力不足率的约束条件，以及独立系统负荷与发电功率的平衡，由电池储能电站承担独立系统内的不平衡功率；以储能电站成本最小化为目标函数，建立储能电站的容量优化模型；通过遗传算法来求解最优容量-功率配置。【专利说明】
本专利技术涉及可再生能源发电领域，具体地说是一种用于优化独立可再生能源发电系统中储能电站容量-功率配置的方法。
技术介绍
可再生能源发电独立系统的经济性和供电的可靠性与储能电站安装的能量和功率大小有关。如果储能电站安装的容量较大，而可再生能源发电量相对于储能系统不充足，则将导致储能元件不能充分充电而长期处于低荷电状态，储能容量未得到充分利用，对于蓄电池还会损害其性能，降低其使用寿命。此外，由于储能电站成本较高，储能系统在可再生能源发电系统中的成本比重较大，增加储能电站的安装容量将使储能电站成本上升，造成可再生能源发电系统的经济性下降。如果储能电站安装容量较小，则会产生储能电站能量越限现象，当储能电站电量充满后，独立系统内出现功率盈余现象时，则需要采取弃风、弃光或投入电阻负荷以满足系统内功率平衡的要求，造成了可再生能源的浪费；当储能电站电量放完后，独立系统内出现电量不足现象时，则需要切除部分次要负荷以保障重要负荷的电能质量，导致部分负荷供电不足，降低了独立系统供电的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，用于优化独立可再生能源发电系统中储能电站，以提高系统的经济性和可靠性。蓄电池储能电站功率容量优化配置方法适用于独立可再生能源发电系统电池储能电站，具体操作步骤如下:(I)设定储能电站的充放电运行方式，设置储能电站的电量、功率约束条件。当独立系统内功率盈余时，储能电站充电，吸收盈余部分的功率，如果此时储能电站剩余容量不足以吸收多余的电能，则需采取弃风、弃光等措施来保持独立系统的功率平衡，这时系统就会出现能量的浪费；当独立系统内功率缺额时，储能电站放电，提供缺额部分的功率，如果此时储能电站剩余电量不足以平衡功率缺额，则需切除部分次要负荷来保持独立系统的功率平衡。(2)建立独立系统储能电站容量优化的模型。本方法以储能电站成本最小化为目标函数，采用独立系统内的电力不足率和电力盈余率作为约束条件。(3)以储能系统的容量、功率为变量，采用遗传算法求解储能电站的最优容量-功率配置。①储能系统经济性模型总成本包括初始投资成本、配套设施成本、运行维护成本以及更换成本。a、初始投资成本对储能系统来说，起初始投资成本主要与容量配置和最大充放电功率配置有关，假设容量配置为Eess，最大充放电功率为PESS。则初始投资成本Cini可表示为:C皿一Ke X EESS+Kp X Pess其中Ke表示容量成本系数，$/MWh ;Kp表示功率成本系数，$/MW。b、配套设施成本配套设施成本投入Caf主要与储能系统最大充放电功率有关，可表示为:Caf — Kaf X Pess式中Kaf表示配套设施成本系数，$/MW。C、运行维护成本运行维护成本Cm也与最大充放电功率有关，可表示为:Com — Kom X Pess其中Km为运行维护成本系数，$/MW/年。d、更换成本储能系统更换成本Ckep与工程使用年限内的更换次数Nkep有关，即有:Crep — (Ke X Eess+Kp X Pess) X Nrep假设储能系统的使用寿命为Less，工程使用年限为LPKW，Neep可按下式计算N 證:此处INTO表示取整函数。整个储能系统工程使用年限中得总成本Csum为Csum — C皿+CAF+C0M.LPEQj+CEEP②设计独立系统电力不足率和电力盈余率的计算方法。独立系统中t时段电力不足和电力盈余的表达式分别为:Eloss (t) —El (t) -Eg (t) - η DEsurp = Eg(t) -El(t) -/ nc式中，Eltjss (t)为t时段的电力不足量，MWh ；Esurp(t)为t时段的电力盈余量，MWh ；El(t)为t时段负荷所需的电量，MWh ;Ee(t)为t时段可再生能源电站输出的电量，MWh ;Eess (t-Ι)为t-Ι时段储能电站存储的电量，MWh ;EESSmijP Eessimx分别为储能电站存储的能量下限值和能量上限值，MWh ; 和nD分别为储能电站的充电和放电效率，％。电力不足率和电力盈余率分别为:【权利要求】1.，其特征在于具体操作步骤如下: (1)设定储能电站的充放电运行方式，设置储能电站的电量、功率约束条件；当独立系统内功率盈余时，储能电站充电，吸收盈余部分的功率，如果此时储能电站剩余容量不足以吸收多余的电能，则需采取弃风、弃光等措施来保持独立系统的功率平衡，这时系统就会出现能量的浪费；当独立系统内功率缺额时，储能电站放电，提供缺额部分的功率，如果此时储能电站剩余电量不足以平衡功率缺额，则需切除部分次要负荷来保持独立系统的功率平衡； (2)建立独立系统储能电站容量优化的模型，本方法以储能电站成本最小化为目标函数，采用独立系统内的电力不足率和电力盈余率作为约束条件； (3)以储能系统的容量、功率为变量，采用遗传算法求解储能电站的最优容量-功率配置。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述步骤(3)中采用遗传算法求解储能电站的最优容量-功率配置的步骤为: ①给定储能电站能量和功率的最大允许值，根据储能系统的模型和约束条件，将储能系统的容量和功率分别作为变量，通过遗传算法的选择、交叉和变异，形成不同的容量-功率组合； ②在不同容量-功率组合方式的储能电站场景下，对于独立系统计算出相对应的电力不足率、电力盈余率及储能电站成本； 比较储能电站各种能量-功率组合方式的运行结果，从中选择满足电力不足率和电力盈余率约束条件前提下，成本最低的能量-功率组合方式作为储能电站的最佳容量-功率配置。【文档编号】G06Q10/04GK103903059SQ201210578827【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日 【专利技术者】丁明, 王波, 吴建锋, 陈自年, 罗亚桥, 郑国强 申请人:合肥工业大学, 安徽省电力科学研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蓄电池储能电站功率容量优化配置方法，其特征在于具体操作步骤如下： (1) 设定储能电站的充放电运行方式，设置储能电站的电量、功率约束条件；当独立系统内功率盈余时，储能电站充电，吸收盈余部分的功率，如果此时储能电站剩余容量不足以吸收多余的电能，则需采取弃风、弃光等措施来保持独立系统的功率平衡，这时系统就会出现能量的浪费；当独立系统内功率缺额时，储能电站放电，提供缺额部分的功率，如果此时储能电站剩余电量不足以平衡功率缺额，则需切除部分次要负荷来保持独立系统的功率平衡；(2) 建立独立系统储能电站容量优化的模型，本方法以储能电站成本最小化为目标函数，采用独立系统内的电力不足率和电力盈余率作为约束条件； (3) 以储能系统的容量、功率为变量，采用遗传算法求解储能电站的最优容量‑功率配置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁明，王波，吴建锋，陈自年，罗亚桥，郑国强，
申请(专利权)人：合肥工业大学，安徽省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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