一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法技术方案

一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，涉及电力系统技术领域，针对多能源电源容量配置问题，提出一类基于复杂适应系统理论(CAS)的多能源电力系统规划模型。该模型计及风力和光伏发电的时序性和随机性，以各类型电源为适应性主体，选取电源容量为决策量，以经济性收益最大为目标函数，通过主体与主体间，主体与环境间的适应作用，依靠不断变换主体的行为规则对多能源电源容量进行合理配置。选取我国某省实际电力系统作为算例进行仿真，并与Pareto解集进行对比，基于复杂适应系统理论的电源结构优化配置可显著提高新能源消纳，且更符合实际电力系统的运行模式。

A capacity allocation method of multi energy power supply based on complex adaptive system theory

【技术实现步骤摘要】
一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法
本专利技术涉及电力系统的
，特别是涉及一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法。
技术介绍
电力行业的清洁化、低碳化是实现社会经济可持续发展的必然要求。当前，光伏电站、风电场等低碳排放的电源在电力系统中日益增多。与传统电源不同，光伏、风电碳排放低，但均具有间歇性、波动性、反调峰、可控性差等特点。随着并网容量的增大，光伏电站、风电场对系统的影响越来越明显，也给传统的电源规划带来了深刻的影响。我国煤炭在储量上与其他能源相比有一定优势，这也形成了以火电为主，水电、风电等其他电源形式的电源结构辅以。但化石燃料的大量消耗给环境带来了相当大的污染。改善以火电为主的电源结构不仅有利于缓解化石燃料面临枯竭的危机，而且有利于环境可持续发展。对电源结构进行优化也是目前促进清洁能源并网的重要举措，科学、合理地配置多能源电力系统中风力发电、光伏发电等清洁能源容量，不仅是发挥多能源电力系统综合效益，实现安全、可靠、经济和环保性能的重要前提，更是现阶段推进新能源开发建设必不可少的环节。r>针对新能源大规模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n步骤一：风机、光伏、光热与风速、光照强度的关系及储能电池与供求的关系；/n步骤二：按照季节和时间段选取典型场景；/n步骤三：构建基于复杂适应系统理论的多能源电源规划模型；/n步骤四：根据复杂适应系统理论对模型进行求解。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：风机、光伏、光热与风速、光照强度的关系及储能电池与供求的关系；
步骤二：按照季节和时间段选取典型场景；
步骤三：构建基于复杂适应系统理论的多能源电源规划模型；
步骤四：根据复杂适应系统理论对模型进行求解。


2.根据权利要求1所述的一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，其特征在于：所述步骤一中：
风机的输出功率与风速有密切的关系，风速一般遵循Weibull分布，其概率密度函数f(v)表示为：



式中：v为实时风速；k、c分别为形状参数和尺度参数；
风机的输出功率Pwin,t与风速v的关系如下：



式中：Pwin,N为风机的额定功率；vci、vco、vN分别为风机的切入风速、切出风速和额定风速；
光照强度γ在一定时间段内服从Beta分布，其概率密度函数f(γ)为：



式中α、β为形状参数，Γ()为Gamma函数；
光伏的输出功率Ppho,t与光照强度γ的关系如下：



式中：Ppho,N、γN分别为光伏额定功率和额定光照强度；
光热的输出功率Phea,t与光照强度γ的关系如下：



式中：Phea,N、γN分别为光伏额定功率和额定光照强度，ηp,h、ηh,e分别为光热、热电转化效率；
储能电池在t时刻的功率Psto,t既与t时刻的供求关系相关，也与其在上一时刻的能量状况相关，当系统功率充足时(Δ(t)≥0)，储能电池以效率ηsto充电；当系统功率不足时(Δ(t)≤0)，则会放电；于是可得储能电池在t时刻的功率为：





3.根据权利要求1所述的一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，其特征在于：所述步骤(2)中：
计及时序特性和季节性差异，选取一年中多个典型日，每个典型日分为24个时段，建立节点主体出力时序性多场景模型；主体的等效日输出电量为：



式中：n为典型场景总个数；t为出力时间；ηi为第i个典型日的概率，Pi为第i个典型日的出力且Pi＝Pwin,i+Ppho,i+Phyd,i+Pthe,i+Phea,i+Psto,i，其中Pwin,i、Ppho,i、Phyd,i、Pthe,i、Phea,i、Psto,i分别为第i个典型日的风电、光伏、水电、火电、光热及储能出力。


4.根据权利要求1所述的一种基于复杂适应系统理论的多能源电源容量配置方法，其特征在于：所述步骤三中：
以每个发电主体的综合收益C最大为目标函数，包括售电收入CS、设备回收收入CD、投资费用CV、运维费用CM、电量不足损失费用CP，如下所示：



(1)售电收入CS
CS＝(1+α-β)*R*Psel(9)
式中：R为电价；Psel为售电量；α为政策补贴系数；β为环境污染系数；
(2)设备回收收入CD



Pre为机组回收容量；D为单位机组容量回收收入；L为机组使用寿命年限；r为贴现率；
(3)投资费用CV



P为机组装机容量；V为机组单位容量投资费用；
(4)运维费用CM
CM＝P*M(12)
其中M为机组的单位容量运维费用；
(5)电量不足损失费用CP
设定功率约束为柔性约束，多...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅钰，马燕峰，康钧，索璕，王学斌，肖明，卢国强，赵东宁，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司电力科学研究院，华北电力大学保定，国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：青海;63