【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源基地电力外送模式，具体涉及一种新能源基地外送电源结构优化方法。
技术介绍
1、在实现“双碳”目标的指引下，大力发展风电、太阳能发电等可再生能源，逐步替代化石能源，已成为加快建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要共识。
2、为应对风能和太阳能发电的随机性和波动性，实现稳定可靠的新能源基地电源外送，发电企业大力推广风电、光伏、火电、核电、储能等多能互补的系统。在这个系统中，风电和光伏等新能源成为主力电源，火电和储能作为灵活性调节的支撑电源。如何合理配比火电、储能、风电和光伏的装机容量，以满足受端用电需求；如何利用火电、储能的调节能力，实现不同类型电源的协调互济和优化运行；如何提升风光等新能源在外送电量中的占比，降低整体外送电源的碳排放量，并保障整体外送电源的经济性最优。这些是新能源基地外送电源结构优化的核心问题。
3、现有研究在大型新能源基地电力外送的电源结构优化中仍存在明显不足。大多数研究集中于单一目标优化，如减少弃风弃光、最大化新能源消纳或最小化总成本，但缺乏对电源全生命周期内建设成本、运营成本、时间成本、售电与补贴收益，以及碳排放量的综合考量，难以实现电源的最优配置。此外，外送电力曲线未能充分匹配受端电网的需求曲线，影响了电源侧的经济性运行。
4、因此，现有方案在应对新能源波动、提升系统经济性、控制碳排放和提高电力外送效率方面，仍有较大的改进空间。
技术实现思路
1、本专利技术为一种新能源基地外送电源结构优化方法，旨在
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：一种新能源基地外送电源结构优化方法，包括以下步骤：
3、获取大型新能源基地各类型电源的历史运行数据，对数据清洗处理后建立各类型电源的出力模型；
4、以各类型电源的出力模型为基础，建立以新能源基地年均等值收益最大化和年碳排放量最小化的双重目标函数；
5、给出双重目标函数的约束条件；并根据双重目标函数和约束条件建立新能源基地外送电源配置模型；
6、采用集成精英策略的非支配排序遗传算法nsga-ii，对新能源基地外送电源配置模型进行优化配置，得到pareto最优解集；
7、根据新能源基地的具体需求，从pareto最优解集中选取最适宜的配置方案。
8、进一步的，所述建立各类型电源的出力模型具体包括火电出力模型；
9、所述火电出力模型可用下式表示：
10、pth(t)＝pth_r×ηth×αth (1)
11、式中：pth_r为火电机组的额定装机功率；ηth为火电机组的平均效率；αth为火电机组的出力因子；
12、火电机组的出力因子，是根据受端电网需求和出火电之外其他电源出力的差值进行调整，并且综合考虑火电机组的运行经济性，最小出力不低于30％；出力因子表达式如下；
13、
14、式中：pre(t)为受端电网的功率需求；pot(t)为除火电机组之外的其他所有类型电源出力。
15、进一步的，所述建立各类型电源的出力模型具体包括核电出力模型；所述核电出力模型的出力模型如下式为：
16、pnc(t)＝pnc_r·ηnc (3)
17、式中：pnc_r为核电的额定装机容量；ηnc为核电机组的平均效率。
18、进一步的，所述建立各类型电源的出力模型具体包括光伏出力模型；所述光伏出力模型可用下式表示：
19、
20、式中:ppv_r为额定装机功率，g(t)为t时刻的光强，gstc为标准测试环境下的光强；k是功率温度系数；ηpv为光伏发电系统的效率；tc(t)为t时刻光伏电池板温度，tstc为参考温度；
21、
22、式中：ten(t)为当时的环境温度。
23、进一步的，所述建立各类型电源的出力模型包括风电出力模型；所述风电出力模型通过下式表示：
24、
25、式中：uci为切入风速；ur为额定风速，pwi_r为额定功率；uco为切出风速。
26、进一步的，所述出力模型还包括储能出力模型；所述储能出力模型的充电过程用公式表述为：
27、e(t)＝(1-σsdrδt)e(t-1)+pess(t)δtηc(7)
28、放电过程用公式表述为：
29、e(t)＝(1-σsdrδt)e(t-1)-pess(t)δtηd(8)
30、式中，e(t)为储能介质t时刻结束时的剩余电量；pess为储能介质t时刻的充放电功率；σsdr为储能介质的自放电率；ηc和ηd分别为储能介质的充电和放电效率；δt为每个计算窗口的时长；
31、储能介质t时刻的最大允许充放电功率由其自身的充放电特性和t时刻的剩余电量所决定，其表达式如下；
32、充电时：
33、pst(t)＝min{pmax,c,[emax-(1-σsdrδt)e(t-1)]/ηcδt}(9)
34、放电时：
35、pst(t)＝-min{pmax,d,[(1-σsdrδt)e(t-1)-emin]ηd/δt}(10)
36、式中，pst(t)为储能介质t时刻的最大允许充放电功率；pmax,c和pmax,d分别为储能介质最大的充电和放电功率，取pmax,c和pmax,d的值均为正；emax和emin分别为储能介质电量约束上限和下限。
37、进一步的，以各类型电源的出力模型为基础，建立以新能源基地年均等值收益最大化和年碳排放量最小化的双重目标函数具体包括；
38、以新能源基地年均等值收益最大化建立目标函数如下式表述为：
39、f1＝max(i-c) (11)
40、其中，i为新能源基地的年均收益，c为新能源基地的年均成本；
41、
42、式中：qi为不同类型电源的年均外送电量；pricei为不同类型电源的上网电价，需根据国家或地方政策确定；isubj为光伏、风电、储能电站的政府补贴收入；r为折现率；mj为光伏、风电、储能电站的寿命周期；
43、c为新能源基地的年均成本用下式表述为：
44、
45、式中：ci、rei分别为火电、光伏、风电、核电电源及储能站的初始建设投资、残余价值；ki为火电、光伏、风电、核电电源及储能站运营维护费用系数；
46、以年碳排放量最小化建立目标函数如下式表述为：
47、f2＝min(cecon+ceope+ceret) (15)
48、其中，cecon、ceope、ceret分别为新能源基地各类型电源和储能站的建设、运行、退役阶段分摊至全寿命周期的年均碳排量；
49、...
【技术保护点】
1.一种新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括火电出力模型；
3.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括核电出力模型；
4.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括光伏出力模型；所述光伏出力模型通过下式表示：
5.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括风电出力模型；所述风电出力模型通过下式表示：
6.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述出力模型还包括储能出力模型；所述储能出力模型的充电过程用公式表述为：
7.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，以各类型电源的出力模型为基础，建立以新能源基地年均等值收益最大化和年碳排放量最小化的双重目标函数具体包括；
9.一种新能源基地外送电源结构优化系统，其特征在于，能够实现如权利要求1-8任意一项所述的一种新能源基地外送电源结构优化方法；包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1-8任意一项所述的一种新能源基地外送电源结构优化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括火电出力模型；
3.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括核电出力模型；
4.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括光伏出力模型；所述光伏出力模型通过下式表示：
5.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述建立各类型电源的出力模型包括风电出力模型；所述风电出力模型通过下式表示：
6.根据权利要求1所述的新能源基地外送电源结构优化方法，其特征在于，所述出力模型还包括储能出力模型；所述储能出力模型...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵琳，郭尚民，刘岩，潘霄，商文颖，程孟增，刘禹彤，吉星，侯依昕，蒋海玮，刘广朔，赵竞智，胡旌伟，董健，陈若镜，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。