一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法及系统，针对固定出力电源项目，根据固定出力电源发电要求，即发电功率和发电时段，提出一种用于固定出力光储联合电站的光伏装机与电池储能容量配置方法，首先根据项目厂址历史太阳能资源条件，以某一置信概率的太阳能气象资源作为输入，利用光伏设计软件计算确定光伏发电功率曲线；其次，根据固定出力电源发电要求、光伏发电功率曲线与储能系统运行约束条件，计算确定电池储能的装机功率与容量；最后，根据所确定的光伏与储能装机容量模拟光储联合出力，校验是否满足固定出力电源具体发电要求，计算量小，适用性强，对于光伏新能源发电工程具有指导意义与实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法及系统
本专利技术属于新能源
，具体涉及一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法及系统。
技术介绍
太阳能是绿色清洁可再生能源，太阳能光伏电站具有绿色环保、建设周期短、对厂址要求低等特点，在电源侧大规模建设光伏电站是未来清洁能源发电的主要形式之一。但是光伏电站出力受太阳辐照与气象条件影响，具有间歇性与波动性等特点，光伏出力的可控性低、网源协调性差，难以单独当作主力电源。电池储能系统凭借其灵活的充放电特性、快速的响应调节特点，使其成为配合光伏新能源发电，提升光伏电站出力可控性的重要技术手段与实现方式。近年来，相继出现一些固定出力电源项目，固定出力电源即指根据划定的厂址范围与发电要求(发电功率、发电时段)，不限制发电技术种类(如燃煤机组、燃气机组、风电、光伏等)，以满足厂址范围与发电要求为条件的电源项目。光伏-储能联合发电站克服了光伏出力不可控的缺点，并具有绿色可再生、清洁零污染、建设周期短等诸多特点，光伏-储能联合发电站无需燃料供给、无水源要求，特别适合在海岛、高海拔地区、偏远地区应用，是固定出力电源项目的一种有潜力的技术方案，而光伏-储能联合发电站中光伏装机容量、储能装机功率/容量的确定与固定出力电源发电要求直接相关，需要准确合理对其进行配置。
技术实现思路
本专利技术针对固定出力电源项目，根据固定出力电源发电要求(发电功率、发电时段)，提出一种用于固定出力光储联合电站的光伏装机与电池储能容量配置方法，首先根据项目厂址历史太阳能资源条件，以某一置信概率的太阳能气象资源作为输入，利用光伏设计软件计算确定光伏发电功率曲线；其次，根据固定出力电源发电要求、光伏发电功率曲线与储能系统运行约束条件，计算确定电池储能的装机功率与容量；最后，根据所确定的光伏与储能装机容量模拟光储联合出力，校验是否满足固定出力电源具体发电要求。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法，具体过程如下：基于太阳能气象资源历史数据Gcurve，结合光伏设计方案、初始光伏装机容量Pini、光伏系统设备选型、交流/直流容配比计算光伏发电功率曲线Pcurve，所述太阳能气象资源历史数据Gcurve标注有其置信概率；对所述光伏发电功率曲线Pcurve进行校验得到光伏装机容量Ppv；根据固定出力电源发电功率Prequire与连续发电时段ΔTrequire要求，构造目标发电功率曲线Pobj，对所述光伏发电功率曲线Pcurve与所述目标发电功率曲线Pobj做差，得到储能系统拟运行曲线Pbess_ini；根据储能系统拟运行曲线Pbess_ini计算得到储能装机功率Pb与储能拟装机容量Cb_ini；引入储能运行约束条件，计算储能系统修正运行曲线Pbess；储能系统修正运行曲线Pbess与光伏发电功率曲线Pcurve相加得到光伏储能系统综合运行曲线Phybrid；如果Phybrid满足固定出力电源发电功率Prequire与发电时段ΔTrequire要求，则储能装机容量Cb为Cb_ini，如果不满足所述要求，则改变储能拟装机容量Cb_ini重新计算储能系统修正运行曲线Pbess，直至满足所述要求，改变后的储能拟装机容量作为最终的储能装机容量Cb。太阳能气象资源历史数据Gcurve包括太阳辐照值G、温度T和风速V，所述太阳能气象资源历史数据Gcurve每一采样点间隔一小时采集一次。所述光伏发电功率曲线Pcurve的数据点间隔为1小时/点，包含全年8760小时光伏发电功率数据，所述光伏设计方案为组串式、集中式或集散式，光伏系统设备包括光伏组件、光伏逆变器、汇流箱、光伏就地升压变、交/直流电缆以及直流/交流容配比。对所述光伏发电功率曲线Pcurve进行校验时，根据固定出力电源发电功率Prequire与发电时段ΔTrequire要求，在全年8760h寻找所要求的连续发电时段ΔTrequire内光伏出力平均值最低时段ΔTpv，校验在ΔTpv时段内光伏发电功率的平均值Pmean与所要求发电功率Prequire的差值ΔP是否在[ΔPdown，ΔPup]功率区间，ΔPdown为考虑站用电功率并预留一定设计裕度的功率下限值，ΔPup为避免出现光伏装机过多而设置的功率上限值，如果Pmean满足要求，则光伏装机功率Ppv即为Pini；如果Pmean小于ΔPdown，减少初始光伏装机容量Pini，并重新计算获得光伏全年8760h发电曲线Pcurve。固定电源发电时段ΔTrequire以1天为一个循环周期，全年共有365个循环周期，每天从a时开始，至b时结束，则：ΔTi＝[ai,bi]0≤ai＜bi≤24，i＝1,2...,365(1)ΔTrequire＝{ΔTi|i＝1,2...,365}(2)式中i代表第i天；ai代表第i天第a时刻；bi代表第i天第b时刻。计算储能拟装机容量Cb_ini时，在全年若干个发电时段ΔTrequire之内，寻找储能拟运行曲线Pbess_ini所对应的最大充电功率Pcmax与最大放电功率Pdmax，Pcmax与Pdmax绝对值最大者即为储能装机功率Pb；在全年若干个发电时段ΔTrequire之内，寻找累计最大充电量Ecmax与最大放电量Edmax，Ecmax与Edmax绝对值最大者即为储能拟装机容量Cb_ini，具体为：Pd＝{Pt|Pt＞0，Pt∈Pbess_ini},t∈[ai,bi]，i＝1,2,...，365(6)Pdmax＝max(Pd)(7)Pc＝{Pt|Pt＜0，Pt∈Pbess_ini},t∈[ai,bi]，i＝1,2,...，365(8)Pcmax＝min(Pc)(9)Pb＝max(Pdmax,|Pcmax|)(10)Cb_ini＝max(Edmax,|Ecmax|)(13)式中Pt代表t时刻储能充/放电功率；Pd代表储能放电功率；Pc代表储能充电功率。根据储能充电效率ηc、放电效率ηd、储能荷电状态上限SOCup与储能荷电状态下限SOCdown、储能系统拟运行曲线Pbess_ini、储能装机功率Pb与储能拟装机容量Cb_ini为输入，计算考虑储能运行约束的全年8760h储能系统修正运行曲线Pbess，Pbess曲线中各储能运行功率值计算方法是原Pbess_ini对应充电/放电功率值经过修正后替代原Pbess_ini数值，修正计算公式如下：SOCdown≤SOCt≤SOCup,t∈[ai,bi],i＝1,2,...,365(式14)式中Pdr代表储能修正放电功率；Pcr代表储能修正充电功率。一种固定出力光储联合电站装机容量配置系统，包括光伏发电功率曲线Pcurve模块、光伏装机容量Ppv计算模块、储能系统拟运行曲线Pbess_ini计算模块、储能拟装机容量Cb_ini计算模块、储能系统修正运行曲线Pbess本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，具体过程如下：/n基于太阳能气象资源历史数据G

【技术特征摘要】
1.一种固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，具体过程如下：
基于太阳能气象资源历史数据Gcurve，结合光伏设计方案、初始光伏装机容量Pini、光伏系统设备选型、交流/直流容配比计算光伏发电功率曲线Pcurve，所述太阳能气象资源历史数据Gcurve标注有其置信概率；
对所述光伏发电功率曲线Pcurve进行校验得到光伏装机容量Ppv；
根据固定出力电源发电功率Prequire与连续发电时段ΔTrequire要求，构造目标发电功率曲线Pobj，对所述光伏发电功率曲线Pcurve与所述目标发电功率曲线Pobj做差，得到储能系统拟运行曲线Pbess_ini；
根据储能系统拟运行曲线Pbess_ini计算得到储能装机功率Pb与储能拟装机容量Cb_ini；
引入储能运行约束条件，计算储能系统修正运行曲线Pbess；
储能系统修正运行曲线Pbess与光伏发电功率曲线Pcurve相加得到光伏储能系统综合运行曲线Phybrid；如果Phybrid满足固定出力电源发电功率Prequire与发电时段ΔTrequire要求，则储能装机容量Cb为Cb_ini，如果不满足所述要求，则改变储能拟装机容量Cb_ini重新计算储能系统修正运行曲线Pbess，直至满足所述要求，改变后的储能拟装机容量作为最终的储能装机容量Cb。


2.根据权利要求1所述的固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，太阳能气象资源历史数据Gcurve包括太阳辐照值G、温度T和风速V，所述太阳能气象资源历史数据Gcurve每一采样点间隔一小时采集一次。


3.根据权利要求1所述的固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，所述光伏发电功率曲线Pcurve的数据点间隔为1小时/点，包含全年8760小时光伏发电功率数据，所述光伏设计方案为组串式、集中式或集散式，光伏系统设备包括光伏组件、光伏逆变器、汇流箱、光伏就地升压变、交/直流电缆以及直流/交流容配比。


4.根据权利要求1所述的固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，对所述光伏发电功率曲线Pcurve进行校验时，根据固定出力电源发电功率Prequire与发电时段ΔTrequire要求，在全年8760h寻找所要求的连续发电时段ΔTrequire内光伏出力平均值最低时段ΔTpv，校验在ΔTpv时段内光伏发电功率的平均值Pmean与所要求发电功率Prequire的差值ΔP是否在[ΔPdown，ΔPup]功率区间，ΔPdown为考虑站用电功率并预留一定设计裕度的功率下限值，ΔPup为避免出现光伏装机过多而设置的功率上限值，如果Pmean满足要求，则光伏装机功率Ppv即为Pini；如果Pmean小于ΔPdown，减少初始光伏装机容量Pini，并重新计算获得光伏全年8760h发电曲线Pcurve。


5.根据权利要求4所述的固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，固定电源发电时段ΔTrequire以1天为一个循环周期，全年共有365个循环周期，每天从a时开始，至b时结束，则：
ΔTi＝[ai,bi]0≤ai＜bi≤24，i＝1,2...,365(1)
ΔTrequire＝{ΔTi|i＝1,2...,365}(2)






式中i代表第i天；ai代表第i天第a时刻；bi代表第i天第b时刻。


6.根据权利要求1所述的固定出力光储联合电站装机容量配置方法，其特征在于，计算储能拟装机容量Cb_ini时，在全年若干个发电时段ΔTrequire之内，寻找储能拟运行曲线Pbess_ini所对应的最大充电功率Pcmax与最大放电功率Pdmax，Pcmax与Pdmax绝对值最大者即为储能装机功率Pb；在全年若干个发电时段ΔTrequire之内，寻找累计最大充电量Ecmax与最大放电量Edmax，Ecmax与Edmax绝对值最大者...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏远，张欢畅，阎欣军，魏燕，孙旭东，周祥，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61