一种风光储输混合发电站建站容量配比规划方法

摘要

本发明公开了一种风光储输混合发电站建站容量配比规划方法，在规划目标中，将节能减排在收益上进行量化，并纳入风光储输混合发电站建站容量配比规划的目标中，同时在建站场地空间约束、建站规划容量约束的基础上，引入对风光资源互补程度、发电站功率输出平稳性和能源利用程度的约束，最终形成建站容量配比规划模型，然后对规划模型求解，得到风光储输混合发电站建站容量配比。本发明的方法，规划模型的目标函数以及约束条件更符合实际情况，求解得到的建站容量配比更加准确。

主权项

1.一种风光储输混合发电站建站容量配比规划方法，根据风光储输混合发电站建站规划总容量及风电机组、光伏组件、储能电池特性参数、当地风光资源分布特点以及建站场地大小，确定风电机组数量N_w、光伏组件数量N_p、储能电池数量N_b，以保证在发电站输出稳定的基础上实现年净收益最大化，其特征在于，包括以下步骤：(1)、依据建站当地的地形、资源分布特点，建立风电机组、光伏组件功率输出模型，建立储能电池能量转换模型；(2)、确定风光储输混合发电站建站容量配比的规划目标；风光储输混合发电站建站容量配比的规划以发电站年净收益最大为目标，该目标由发电站年成本和年预测收益两部分构成：a：建立混合发电站年投资成本函数，投资成本是发电站风力发电机组数量N_w、光伏组件数量N_p、储能电池数量N_b的函数，表示为：$C_{\mathrm{ANC}}=f(N_w,N_p,N_b)=\frac{C_{\mathrm{ann},\mathrm{tot}}}{\mathrm{CRF}(i,R_{\mathrm{proj}})}/R_{\mathrm{proj}}$$\mathrm{CRF}(i,R_{\mathrm{proj}})=\frac{i{(1+i)}^{R_{\mathrm{proj}}}}{{(1+i)}^{R_{\mathrm{proj}}}-1}---\left(1\right)$C_ann，tot＝∑C_ann，comp+C_ann，otherC_ann，comp＝C_ann，cap+C_ann，rep+C_ann，o&m其中，C_ANC表示按年计算的年投入成本(annual net cost，ANC)，C_ann，tot表示每年的发电站总花销，CRF(i，R_proj)为资本回收因子计算公式，i为利率(％)，R_proj表示发电站规划运营时间(年)，∑C_ann，comp表示按年计算的发电站各组件，即风力发电机组、光伏组件、储能电池的花销之和，C_ann，other表示除去三组件之外，包括人力费用、运输费用等的按年计算的投入，C_ann，cap、C_ann，rep、C_ann，o&m分别表示发电站一个组件按年计算的初始设备购置成本、替换成本、维修成本；各按年计算的年投入数额均为各项总投入与系统规划使用年限的比值；b：在历史统计数据的基础上，根据风电机组、光伏组件功率输出模型对风光储输混合发电站投入使用后的发电量进行预测，估算发电站收益，建立发电站年收益函数，表示为：$C_{\mathrm{profit}}=C_{\mathrm{emissions}}+C_{\mathrm{ann},\mathrm{sub}}+C_{\mathrm{ann},\mathrm{sal}}$$=\overline{W_{\mathrm{ann}}}·[(N_{{\mathrm{CO}}_2}/\mathrm{kWh})·C_{{\mathrm{CO}}_2}+(N_{{\mathrm{so}}_2}/\mathrm{kWh}){·C}_{{\mathrm{so}}_2}+(N_{{\mathrm{NO}}_x}/\mathrm{kWh}){·C}_{{\mathrm{NO}}_x}]+C_{\mathrm{ann},\mathrm{sub}}+C_{\mathrm{ann},\mathrm{sal}}---\left(2\right)$其中，C_emissions为废弃排放量交易获益，C_ann，sub为发电补贴，C_ann，sal为卖电收益；分别表示每发1kWh的电发电站节约排放的二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)的质量，单位“t/kWh”，分别表示该废气在国际交易市场上的排放量交易单价，单位元/t；式(1)和式(2)构成建站容量配比的规划目标为：maxC_net profit＝C_profit-C_ANC                 (3)上式表示规划目标为风光储输混合发电站年收益C_profit与年投入成本C_ANC的差值，即年净收益最大化；(3)、根据风电机组、光伏组件功率输出模型以及储能电池能量转换模型，确定建站场地空间大小、建站规划容量、风光资源互补程度、发电站功率输出平稳性和能源利用程度作为建站容量配比规划的约束条件，以保证风光储输混合发电站能够充分利用当地的风、光资源，并确保发电站能够较稳定的输出功率；(4)、根据步骤(2)的规划目标和步骤(3)的约束条件，构建风光储输混合发电站建站容量配比规划模型，并进行求解，得到风光储输混合发电站建站容量配比。