一种孤立岛屿的能源供应配置方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种孤立岛屿的能源供应配置方法及系统；所述方法，包括：对孤立岛屿的可控电源和可再生能源进行配置；进行储能电池配置；丰富可控负荷资源，并进行相关需求响应；对可控电源和可再生能源按照第一优化模型进行量化指标规划；以多时间常数的尺度，对储能规模进行规划，包括：在无储能配置下对柴油发电机进行分析；以所述柴油发电机的燃料消耗为基础，在第二优化模型下对多时间常数储能规模优化。本发明专利技术提供的能源供应配置方法是基于能源电力综合平衡技术，综合可控电源、可再生能源、电力储能和可控负荷资源作为分析对象，并结合能源供应配置数学模型，对上述分析对象进行建模和优化，能够得到能源可靠、高效供应的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种孤立岛屿的能源供应配置方法及系统
本专利技术涉及能源供应配置
，尤其涉及一种孤立岛屿的能源供应配置方法及系统。
技术介绍
海南省自身海疆辽阔，岛屿众多，其中孤立岛屿(以下简称离岛)的能源电力规划对岛屿能源电力供应与保障将发挥重要的作用。离岛能源电力供给受制于自然条件，只能通过自身维持多能流功率与能量平衡。为了提高综合能源利用效率，需对离岛冷热电能源供应进行统筹和规划。从目前已开展的各类区域的能源电源规划技术来看，主要包括集中式大电力系统规划、工业园区综合能源规划，以及相关南方近陆岛屿的智能电网规划等等。总体来看，基于大规模机组、高压电网的集中式能源电力规划已日趋成熟。随着近年来全国范围内大型火力发电项目规模受限，针对园区、岛屿的能源互联网项目也得以开展，能源利用效率将以区域为单位得以提升，可再生能源消纳工作也将得以进一步深化。考虑到能源资源禀赋挖掘、能源电力动态平衡、孤岛运行方式等方面因素，目前已采用的相关规划工作技术，在应用于海南等地区离岛综合能源规划，仍存在一定的技术局限。具体来看：在大型区域电力规划技术方面，目前以满足最大负荷时刻电力需求、调峰需求为导向的，集中式大型的电力发展规划技术已非常成熟，在较大程度上推动了国民经济的发展。但随着电力系统复杂程度的逐渐扩大，大型输电网电力传输效率低、安全稳定运行难度增大等问题将日益突出。在“十三五”及中远期，工业、产业集聚发展趋势之下，能源电力负荷的高密度化、用能多样化特性也将日益突出，传统大型电力系统规划技术，在无法充分发挥区域就地资源禀赋的同时，也难以实现多种能源协调控制，在进行园区、岛屿能源规划中存在较大的局限性。在工业园区综合能源规划技术方面，近年来基于天然气分布式能源、屋顶光伏、智能主动式配电网等技术的综合能源规划、能源互联网规划工作，在广东珠三角等负荷需求较高，且大型电源、送出工程推进难度较大的地区得以持续推进。经相关测算，在集中供热、供冷条件良好的情况下，年综合能源利用效率可高达80％以上，对提出高负荷密度区域的能源低碳、绿色、智能、可靠供应解决方案创造了有利的条件。目前园区综合能源规划工作仍处于相对初步阶段，在应用于海南离岛综合能源规划时，仍存在一定的局限，具体来看，在电力系统方面，园区智能配电网系统往往与外界大电网相连，能源供应方案通常作为大电力系统的补充，缺乏对孤岛运行方式的研究，且其“以热定电”的主力机组出力方式及原则，也难以适用于运行要求更为灵活的海南离岛的能源供应系统。总体来说，当前工业园区的综合能源规划方法难以适用于海南地区离岛。在岛屿能源电力规划方面，目前广东珠海的万山群岛已开展了相关的规划研究工作，但从具体技术来看，为满足离岛地区电力供应需求，提供了重要的思路与参考。但目前具体的规划研究工作来看，其一方面，目前离岛智能电网规划侧重于配电网结构方面，对多种能流协同优化控制、实时动态平衡方面缺乏相应的研究工作，另一方面，当前开展情况较好的离岛区域，主要以近陆离岛为主，具备通过海底电缆与主网架连接的条件，目前的研究还缺乏对海南等地区，距离内陆百公里以上离岛区域的能源供应系统研究，难以在保证区域能源可靠供应的同时，最大程度上发挥其能源利用效率。综合来看，目前已开展的相关大型区域、园区、离岛能源电力规划技术，均难以完全适用于远离内陆的离岛的能源供应配置，本次研究方法中，将以海南省离岛区域为研究对象，以挖掘当前已采用技术的相关适用性与局限为基础，结合研究对象特点，提出一套可实现能源可靠、高效供应的综合能源能力供应配置方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种孤立岛屿的能源供应配置方法及系统；第一方面提供了一种孤立岛屿的能源供应配置方法，包括：对孤立岛屿的可控电源和可再生能源进行配置；进行储能电池配置；丰富可控负荷资源，并进行相关需求响应；对可控电源和可再生能源按照第一优化模型进行量化指标规划；以多时间常数的尺度，对储能规模进行规划，包括：在无储能配置下对柴油发电机进行分析；以所述柴油发电机的燃料消耗为基础，在第二优化模型下对多时间常数储能规模优化。进一步地，所述对孤立岛屿的可控能源和可再生能源进行配置，包括：选取对应的机组类型作为可控电源供应装置，所述机组类型包括柴油发电机、天然气发电机类型；配置与所述柴油发电机余热能量相匹配的溴化锂制冷机组；建设孤立岛屿上可再生资源，包括屋顶光伏建设和风光储一体化路灯建设。进一步地，所述第一优化模型为maxrfinancialrfinancial为内部收益率；Gdie,i为第i组类型可控机组的装机容量；Qdie-e、Qdie-cold分别为柴油发电机全年所发电量，余热制冷量；Qele为离岛区域全年所需电量；rheat为柴油发电机热力回收系数；ηe、ηcold分别为柴油发电机的发电效率，以及溴化锂机组的制冷效率；COP为能效比系数；αe为区域电力供应备用系数。进一步地，所述第二优化模型的简易数学模型为：maxrfinancialrfinancial为内部收益率；ppv,t、pdie,t、pbattery,t分别为光伏、柴油发电机、储能电池在第t时刻的出力；pele,t、pcold,t分别为离岛第t时刻的电力负荷需求，余热制冷出力；Gbattery为电力储能出力最大值，Qbattery为电池的充放电容量。第二方面提供了一种孤立岛屿的能源供应配置系统，包括：能源配置模块，用于对孤立岛屿的可控电源和可再生能源进行配置；储能模块，用于进行储能电池配置；还用于挖掘可控负荷资源，并进行相关需求响应；能源规划模块，用于对可控电源和可再生能源按照第一优化模型进行量化指标规划；储能优化模块，用于以第一优化模型得出孤立岛屿的整体规模为基础，考虑多时间常数的尺度，对储能规模进行规划。进一步地，所述储能优化模块包括：无储能分析单元，用于对无储能配置下柴油发电机进行分析；储能优化单元，用于以第二优化模型对多时间常数储能规模优化。进一步地，所述能源配置模块包括：可控电源配置单元，用于选取对应的机组类型作为可控电源供应装置，所述机组类型包括柴油发电机、天然气发电机类型；并配置与所述柴油发电机余热能量相匹配的溴化锂制冷机组；可再生能源配置单元，用于建设孤立岛屿上可再生资源，包括屋顶光伏建设和风光储一体化路灯建设。进一步地，所述可控电源配置单元中，所述柴油发电机配置与其余热能量匹配的溴化锂制冷机组；且所述柴油发电机选取1000kW或2000kW柴油发电机组。进一步地，所述储能电池用于平抑负荷曲线，包括锂离子电池、钠硫电池、铅酸电池。本专利技术提供的能源供应配置方法是基于能源电力综合平衡技术，综合可控电源、可再生能源、电力储能和可控负荷资源作为分析对象，并结合能源供应配置数学模型，对上述分析对象进行建模和优化，能够得到能源可靠、高效供应的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是实施例一提供的孤立岛屿的能源供应配置方法流程图；图2是实施例一提供的孤立岛屿的能源供应配置具体流程图；图3是实施例二提供的孤立岛屿的能源供应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孤立岛屿的能源供应配置方法，其特征在于，包括：对孤立岛屿的可控电源和可再生能源进行配置；进行储能电池配置；对可控电源和可再生能源按照第一优化模型进行量化指标规划；以多时间常数的尺度，对储能规模进行规划，包括：在无储能配置下对柴油发电机进行分析；以所述柴油发电机的燃料消耗为基础，在第二优化模型下对多时间常数储能规模优化。

【技术特征摘要】
1.一种孤立岛屿的能源供应配置方法，其特征在于，包括：对孤立岛屿的可控电源和可再生能源进行配置；进行储能电池配置；对可控电源和可再生能源按照第一优化模型进行量化指标规划；以多时间常数的尺度，对储能规模进行规划，包括：在无储能配置下对柴油发电机进行分析；以所述柴油发电机的燃料消耗为基础，在第二优化模型下对多时间常数储能规模优化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对孤立岛屿的可控能源和可再生能源进行配置，包括：选取对应的机组类型作为可控电源供应装置，所述机组类型包括柴油发电机、天然气发电机类型；在选取柴油发电机作为可控机组的情况下，配置与所述柴油发电机余热能量相匹配的溴化锂吸收式制冷机组；建设孤立岛屿上可再生资源，包括屋顶光伏建设和风光储一体化路灯建设。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一优化模型为maxrfinancialrfinancial为内部收益率；Gdie,i为第i组类型可控机组的装机容量；Qdie-e、Qdie-cold分别为柴油发电机全年所发电量，余热制冷量；Qele为离岛区域全年所需电量；rheat为柴油发电机热力回收系数；ηe、ηcold分别为柴油发电机的发电效率，以及溴化锂机组的制冷效率；COP为能效比系数；αe为区域电力供应备用系数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二优化模型的简易数学模型为：maxrfinancialrfinancial为内部收益率；ppv,t、pdie,t、pbattery,t分别为光伏、柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁光涛，陈明帆，李琳玮，林强，俞悦，缪书唯，黄亮，吕懿，周航，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：海南,46