计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，包括如下步骤：S1、分别获取目标海域的风能资源数据和太阳能资源数据；其中，风能资源数据包括风速概率密度函数的参数，太阳能资源数据包括太阳辐照度的小时清晰度指数概率密度函数的参数；S2、在给定风机和光伏模组的装机功率以及负载功率的情况下，根据所述风速概率密度函数和所述小时清晰度指数概率密度函数计算连续n天缺电条件下的期望缺电量；S3、根据所述期望缺电量确定所述储能系统的规模。

A method for calculating the scale of energy storage system in offshore wind solar complementary power generation system

【技术实现步骤摘要】
计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法
本专利技术涉及风光互补发电
，尤其涉及一种计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法。
技术介绍
风能和光能，作为一种清洁可再生而又能方便获取的能源，是目前最具有开发前景的两种可再生能源。相比于陆地，海上风能资源更加丰富，对环境的影响和噪声污染也更小。对于偏远的海岛、无人值守的远程通信基站、填海造陆的机场等，直接连接电网成本过高，选择就近的海域建立海上风力发电场成为一个很好的选择，因而近些年来海上风电产业发展迅速。为了弥补海上风力发电的发电稳定性差的缺陷，同时大幅度降低成本，将光伏发电和储能系统引入风力发电厂，建成风光互补发电系统，正在成为另外一个热门的研究方向。对于海上风光互补发电系统可靠性的评估，一个重要的影响因素就是储能系统的规模选择，同时储能系统的规模也对整个项目的成本有重大影响。通过建立风光互补发电系统的可靠性模型，根据选择的储能系统的具体形式，可以得到储能系统的规模和成本。因此如何根据风电和光电的装机量，当地风能资源和光伏资源的特性，以及负载情况，选择合适的储能系统规模，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、分别获取目标海域的风能资源数据和太阳能资源数据；其中，风能资源数据包括风速概率密度函数的参数，太阳能资源数据包括太阳辐照度的小时清晰度指数概率密度函数的参数；/nS2、在给定风机和光伏模组的装机功率以及负载功率的情况下，根据所述风速概率密度函数和所述小时清晰度指数概率密度函数计算连续n天缺电条件下的期望缺电量；/nS3、根据所述期望缺电量确定所述储能系统的规模。/n

【技术特征摘要】
1.一种计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、分别获取目标海域的风能资源数据和太阳能资源数据；其中，风能资源数据包括风速概率密度函数的参数，太阳能资源数据包括太阳辐照度的小时清晰度指数概率密度函数的参数；
S2、在给定风机和光伏模组的装机功率以及负载功率的情况下，根据所述风速概率密度函数和所述小时清晰度指数概率密度函数计算连续n天缺电条件下的期望缺电量；
S3、根据所述期望缺电量确定所述储能系统的规模。


2.如权利要求1所述的计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于：步骤S1中采用双参数威布尔分布度量目标海域一年中的小时平均风速，即，所述风速概率密度函数采用双参数威布尔分布，函数模型如下：



公式(1)中，v代表目标海域风速，α和β分别为威布尔分布的尺度参数和形状参数，e为自然常数。


3.如权利要求2所述的计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于：步骤S1中采用小时清晰度指数来描述太阳辐照度，小时清晰度指数为：



公式(2)中，k为小时清晰度指数，G为水平地面总辐射即太阳辐照度，G0为地外辐射；
对于一年中的任意小时，小时清晰度指数服从如下分布模型：



即，所述小时清晰度指数概率密度函数的模型为公式(3)，ku为小时清晰度指数的上界，即一年中的最大值；C和λ即为小时清晰度指数分布模型的两个分布参数；e为自然常数。


4.如权利要求3所述的计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
在发电系统缺电的情况下，所述储能系统向负载供电的小时输出功率为



公式(4)中，为储能系统在一天中第t小时向负载供电的输出功率，L为给定的负载功率，为恒定值；分别为风机和光伏模组在一天中第t小时的输出功率，t为一天中的小时序号；
根据风速概率密度函数和小时清晰度指数概率密度函数对输出功率求期望得出对应小时序号的期望缺电功率；对所述n天内的所有小时的期望缺电功率求和得到所述期望缺电量。


5.如权利要求4所述的计算海上风光互补发电系统中储能系统规模的方法，其特征在于，步骤S2中的具体计算过程如下：
1)对于每天的第1至6小时和第18至24小时，忽略太阳辐照度，所述发电系统仅有风机工作并向负载供电，而每个小时的风机输出功率为独立同分布的随机变量，因而与小时序号t无关，即可表示为Pw，因此每天的第1至6小时和第18至24小时，所述储能系统向负载供电的小时输出功率可表示为Pb，且有
Pb＝L-Pw(5)
2)对于每天的第7至17小时，风机和光伏模组同时工作并向负载供电，每个小时的风机输出功率仍为独立同分布的随机变量，而光伏模组输出功率与小时序号t有关，因此每天的第7至17小时，所述储能系统向负载供电的小时输出功率为



3)Pw随风速变化，有



vi、vr、vo分别为风机的切入风速、额定风速和切出风速；Pr为风机额定功率，即给定的风机装机功率；
4)光伏模组随太阳辐照度的输出功率为



公式(8)中，ΔT＝T-TSTC，Pm为标准测试条件下的最大功率点功率，即光伏模组的装机功率；G(t)为第t小时的太阳辐照度，GSTC为标准测试条件下的太阳辐照度，GSTC＝1000W/m2，T为光伏模组电池温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎季康，李孙伟，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44