工业园区内光伏及储能配置方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业园区内光伏及储能配置方法、系统、装置及存储介质，方法包括：以工业园区日运行成本费用最小化为目标函数搭建园区光

【技术实现步骤摘要】
工业园区内光伏及储能配置方法、系统、装置及存储介质


[0001]本专利技术属于能源运行优化
，具体涉及一种工业园区内光伏及储能配置方法、系统、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济水平的不断发展，居民生活水平的不断提高，用户对能源需求呈现多元化的趋势，由此带来的城市环境污染、能源利用率低等一系列问题日益突出。与此同时，国家建设了大量的可再生能源发电系统以达到调整能源结构的目的，提升可再生能源在能源结构中的占比成为行业发展的重要战略。工业园区作为用电重要用户，用电负荷类型多，供电质量要求高，而园区厂房屋面面积大，具备良好的光伏发电条件。因此，可以在园区内配置合理的光伏容量，有效降低其购电成本。然而由于光伏出力具有较强的不确定性，需要配置一定的储能来降低其对系统的冲击，减少功率偏差。储能因具有灵活的吞吐特性，能够通过低储高放能够起到削减尖峰负荷和峰谷套利的效果，同时能够减少用户基本容量费用。在工业园区内加入储能，可通过储能系统的蓄电特性实现能量的跨时段转移，延缓部分用电设备因用电负荷增长带来的的容量升级改造。因此，储能系统的使用，不仅给工业园区的安全运行带来保障，同时提升其能源利用率以及经济效益。
[0003]但是现有的技术大多集中于从储能的角度出发，对工业园区供电系统进行优化配置。而目前工业园区有分布式光伏的接入，且存在负荷峰谷差、多类型负荷需求，因此现有的优化配置方法往往不能获得最优的结果，需要结合多方面因素进行考虑。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种工业园区内光伏及储能配置方法、系统、装置及存储介质。以解决现有技术中大多集中于从储能的角度出发，对工业园区供电系统进行优化配置，不能获得最优的结果的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种工业园区内光伏及储能配置方法，包括如下步骤：
[0007]以工业园区日运行成本费用最小化为目标函数搭建园区光
‑
储鲁棒配置模型；其中，园区光
‑
储鲁棒配置模型包括光伏和储能；
[0008]利用盒式鲁棒不确定集对所述光伏的出力进行处理，以得到变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型；
[0009]基于所述变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型，设定光伏扰动水平为λ，改变光伏扰动水平，选取工业园区日运行成本费用最小对应的光伏扰动水平作为光伏与储能容量优化配置结果。
[0010]可选的，园区光
‑
储鲁棒配置模型如下：
[0011]minF＝C1+C2+C3+C4+C5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0012]式中，F为系统总运行费用；C1为工业园区向上级电网购电成本；C2为购买燃料费
用；C3表示储能装置投资成本；C4表示光伏装置投资成本；C5为设备运行维护成本。
[0013]可选的，所述园区光
‑
储鲁棒配置模型的约束条件包括：与电网传输电力约束、系统功率平衡约束、储能充放电功率约束、储能荷电状态约束、燃气轮机出力约束、燃气轮机爬坡约束以及设备制热、制冷功率约束。
[0014]可选的，所述系统功率平衡约束：
[0015][0016][0017][0018]式中：P
GT
(t)为燃气机组发电功率；为工业园区电负荷需求；P
pv
(t)为光伏出力；P
ch
(t)、P
dis
(t)表示储能在t时段的充/放电功率；P
GB
(t)为燃气锅炉供热功率；(t)为燃气锅炉供热功率；为冷/热负荷需求；P
EC
(t)为双工况制冷设备制冷功率。
[0019]可选的，利用盒式鲁棒不确定集对所述光伏的出力进行处理，具体方式如下：
[0020]将太阳实际光照强度表示为S
*
+ζ，光伏输出功率P
pv
变形为：
[0021][0022]其中，W
pv
为光伏发电系统容量；S
d
为标准条件下的光照强度；为逆变器转换效率；S
*
为光照强度；ζ为设定的扰动区间，采用盒式不确定集，表示为：
[0023]U＝{ζ|e
T
ζ＝0,ζ
min
≤ζ≤ζ
max
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)
[0024]式中：e
T
为单位向量，上标T表示转置；ζ
max
、ζ
min
分别为给定量的上限和下限，ζ为扰动变量；
[0025]光伏出力做以下变化：
[0026][0027]其中，P
pv
为光伏输出功率，W
pv
为光伏发电系统容量；S
*
为光照强度；ζ为设定的扰动区间；为逆变器转换效率；S
d
为标准条件下的光照强度；e
T
为单位向量，上标T表示转置；ζ
max
、ζ
min
分别为给定量的上限和下限。
[0028]可选的，针对不确定部分构造拉格朗日函数：
[0029][0030]令：其中：l、γ为拉格朗日系数；
[0031]由优化对偶理论可得：
[0032][0033]因此：
[0034][0035]由于经过上述变化，式(8)变为：
[0036][0037]可选的，园区光
‑
储鲁棒配置模型变形为以下形式：
[0038][0039]其中，P
pv
为光伏输出功率，W
pv
为光伏发电系统容量；S
*
为光照强度；ζ为设定的扰动区间；为逆变器转换效率；S
d
为标准条件下的光照强度；e
T
为单位向量，上标T表示转置；ζ
max
、ζ
min
分别为给定量的上限和下限。
[0040]本专利技术的第二方面，提供了一种用于所述工业园区内光伏及储能配置方法的系统，包括：
[0041]模型建立模块，用于以工业园区日运行成本费用最小化为目标函数搭建园区光
‑
储鲁棒配置模型；其中，园区光
‑
储鲁棒配置模型包括光伏和储能；
[0042]光伏不确定处理模块，用于利用盒式鲁棒不确定集对所述光伏的出力进行处理，以得到变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型；
[0043]设定模块，用于基于所述变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型，设定光伏扰动水平为λ，改变光伏扰动水平，选取工业园区日运行成本费用最小对应的光伏扰动水平作为光伏与储能容量优化配置结果。
[0044]本专利技术的第三方面，提供了一种计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业园区内光伏及储能配置方法，其特征在于，包括如下步骤：以工业园区日运行成本费用最小化为目标函数搭建园区光
‑
储鲁棒配置模型；其中，园区光
‑
储鲁棒配置模型包括光伏和储能；利用盒式鲁棒不确定集对所述光伏的出力进行处理，以得到变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型；基于所述变形后的园区光
‑
储鲁棒配置模型，设定光伏扰动水平为λ，改变光伏扰动水平，选取工业园区日运行成本费用最小对应的光伏扰动水平作为光伏与储能容量优化配置结果。2.根据权利要求1所述的工业园区内光伏及储能配置方法，其特征在于，园区光
‑
储鲁棒配置模型如下：min F＝C1+C2+C3+C4+C5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，F为系统总运行费用；C1为工业园区向上级电网购电成本；C2为购买燃料费用；C3表示储能装置投资成本；C4表示光伏装置投资成本；C5为设备运行维护成本。3.根据权利要求2所述的工业园区内光伏及储能配置方法，其特征在于，所述园区光
‑
储鲁棒配置模型的约束条件包括：与电网传输电力约束、系统功率平衡约束、储能充放电功率约束、储能荷电状态约束、燃气轮机出力约束、燃气轮机爬坡约束以及设备制热、制冷功率约束。4.根据权利要求3所述的工业园区内光伏及储能配置方法，其特征在于，所述系统功率平衡约束：平衡约束：平衡约束：式中：P
GT
(t)为燃气机组发电功率；为工业园区电负荷需求；P
pv
(t)为光伏出力；P
ch
(t)、P
dis
(t)表示储能在t时段的充/放电功率；P
GB
(t)为燃气锅炉供热功率；(t)为燃气锅炉供热功率；为冷/热负荷需求；P
EC
(t)为双工况制冷设备制冷功率。5.根据权利要求4所述的工业园区内光伏及储能配置方法，其特征在于，利用盒式鲁棒不确定集对所述光伏的出力进行处理，具体方式如下：将太阳实际光照强度表示为S
*
+ζ，光伏输出功率P
pv
变形为：其中，W
pv
为光伏发电系统容量；S
d
为标准条件下的光照强度；为逆变器转换效率；S
*
为光照强度；ζ为设定的扰动区间，采用盒式不确定集，表示为：U＝{ζ|e
T
ζ＝0，ζ
min
≤ζ≤ζ
max
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛贵挺，杨震，汪柳君，单博雅，刘哲，王倜，王晓，王帅，张健，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：