一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法技术

本发明专利技术一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法，包括以下步骤：建立光伏系统的数学模型、风力发电机组的数学模型、储能电池系统模型、柴油发电机的数学模型；建立光伏

【技术实现步骤摘要】
一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法


[0001]本专利技术属于全自动化产品领域，涉及一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法。

技术介绍

[0002]由于公众对减少温室气体排放、降低运营成本、不可预测的负荷增长、遏制全球变暖的区域战略计划以及提高电力系统质量的计划的认识，可再生能源在公用电网中的渗透率有了显着提高。与棕色能源技术相比，因为传统发电站的温室气体污染造成了有害影响，高效环保的替代可再生能源的开发吸引了全球的关注。由此可见，可再生能源有潜力为与化石燃料发电厂相关的问题提供有前景的解决方案。由于可靠电力供应和能源需求快速增长的重要性，许多国家制定了可持续能源路线图，通过应用负荷管理政策和可再生能源产生高效电力来减轻输配电系统的压力。政府机构引入的可再生能源框架旨在提高能源供应的安全性，减少对化石燃料的过度依赖。在传统电力系统中使用可再生能源已成为一种很有前途的解决方案。
[0003]满足不断增加的负荷需求和减少化石燃料的消耗。以可持续能源技术理念对电力系统的改进和最先进技术的应用使公用事业公司从传统电力系统向具有智能电网特征的电网系统转变，电网系统现在设计用于连接不同的配电盘将发电技术与智能能源管理系统相结合，以实现高效运行并以最佳方式满足消费者的电能需求。智能能源管理系统配备了大量信息，可用于分析可再生能源在电力系统中的重要性。一般来说，电网系统是低压配电系统，基于社会经济效益，被全世界广泛接受的小、中、大规模发电。电网系统的发展提高了电力生产的灵活性和能力在满足能源需求的同时加强电力系统的性能。由于已通电地区的电力需求稳步增长，以及对环境的关注和对现有电力基础设施的支持，农村地区的电气化项目已成为一个敏感和根本的问题。除此之外，经济限制和化石燃料的枯竭已经降低了通过现有电力系统或通过部署额外的大型电力系统为偏远地区供电的前景。随着可再生能源的激增，偏远地区的电气化对生活在这些社区中的农村居民的生活产生了社会经济影响。根据技术经济效益，光伏和风电机组组系统是最有前途的资源，可以为附近的客户提供电力供应，而不是公用电网。然而，太阳能和风能资源的间歇性仍然是电力系统运行中的一个关键挑战。电池储能系统的使用被认为是减轻本地可再生能源随机行为的有效解决方案。该解决方案的有效性直接取决于电池储能系统的内在性能。从电气的角度来看，一个好的电池储能系统应该具备能力以满足高能量能力的要求。
[0004]鉴于没有一种储能技术能够在保持成本效益的同时满足这些要求。因此，使用结合多种技术运行的电网系统有望克服单一技术的限制。因此光伏
‑
风力发电机
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统可用于通过提供更高的效率、更大的灵活性和减少因某些限制而无法获得电能供应的农村社区的燃料排放来克服许多问题。

技术实现思路

[0005]为了解决太阳能和风能资源的间歇性，运行电力系统的稳定运行的技术问题，本专利技术提供本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法，包括以下步骤：
[0007]建立光伏系统的数学模型、风力发电机组的数学模型、储能电池系统模型、柴油发电机的数学模型；
[0008]建立光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的目标函数；
[0009]采用柴油发电机的最优调度，最小化光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的总成本和最小化能源成本，最大化效益成本比并实现柴油发电机和电池储能系统的最小化运行，同时最大化发电机和光伏的使用，实现动态负荷、电池储能、风电机组及光伏系统之间的最优调节。
[0010]进一步地：所述建立光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的目标函数Ji如下：
[0011][0012]其中：TC
i
为电力系统总成本，COE
i
为能源成本，P
c,t
为柴油发电机和电池储能系统电力容量份额，BCR
i
为效益成本。
[0013]进一步地：所述电力系统的总成本如式(10)所示为：
[0014][0015]其中：CC是资本成本，RC是拟议电网系统的重置成本，FC为柴油发电机的燃料成本，MC为电网系统的维护成本，EC为排放成本。其中电网系统的资本成本(CC)可以使用等式(11)进行估算；
[0016][0017]其中：CRF是恢复系数，而C
wtg
,C
pv
,C
cap,ess
,C
gen
,C
invt
是风力、光伏、电池储能系统、柴油发电机和逆变器的初始单位成本，
[0018][0019]其中：n是寿命，i是组件的利率，资本成本是每个组件的初始单位成本和系统平衡组合，系统平衡包括安装成本和采购电缆、配件和其他附件的成本，
[0020]C
x,i
＝(x％+1)
×
C
cap,x,i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0021]其中；C
x,i
和C
cap,x,i
是项目柴油发电机、风力、光伏、电池储能系统和逆变器的资本成本和初始单位成本，而x是上述组件的系统平衡，
[0022]电网系统的更换成本(RC)使用等式(14)进行估算：
[0023][0024]其中：RC
pv,i
、RC
wtg,i
、RC
bss,i
、RC
gen,i
和RC
invt,i
是光伏、风力、电池储能系统、柴油发电机和逆变器的单位成本；
[0025]偿债基金因子(SFF)表示为：
[0026][0027]电网系统的维护成本(MC)使用式(16)进行估算:
[0028][0029]其中：MC
wtg
MC
pv
、MC
bss
、MC
gen
和MC
gen
是风力、光伏、电池储能系统、柴油发电机和逆变器的维护成本；
[0030]柴油发电机的燃料成本(FC)表示为：
[0031][0032]排放成本(EC)是二氧化碳的总和、二氧化硫和氮氧化物的排放在式(18)中表示为：
[0033][0034]其中：PF
i
是排放的外部性成本，E
i
CO2(t)、E
i
NO
x
(t)和E
i
SO2(t)是柴油发电机的排放因子。
[0035]进一步地：所述能源成本(COE)通过使用以下表达式来估计：
[0036][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涉及负荷、储能、风电及光伏的电网最优调节方法，其特征在于：包括以下步骤：建立光伏系统的数学模型、风力发电机组的数学模型、储能电池系统模型、柴油发电机的数学模型；建立光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的目标函数；采用柴油发电机的最优调度，最小化光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的总成本和最小化能源成本，最大化效益成本比并实现柴油发电机和电池储能系统的最小化运行，同时最大化发电机和光伏的使用，实现动态负荷、电池储能、风电机组及光伏系统之间的最优调节。2.根据权利要求1所述的一种涉及动态负荷、电池储能、风电机组及光伏的电网最优调节方法，其特征在于：所述建立光伏
‑
风力
‑
电池
‑
柴油发电机电网系统的目标函数Ji如下：其中：TC
i
为电力系统总成本，COE
i
为能源成本，P
c,t
为柴油发电机和电池储能系统电力容量份额，BCR
i
为效益成本。3.根据权利要求2所述的一种涉及动态负荷、电池储能、风电机组及光伏的电网最优调节方法，其特征在于：所述电力系统的总成本如式(10)所示为：其中：CC是资本成本，RC是拟议电网系统的重置成本，FC为柴油发电机的燃料成本，MC为电网系统的维护成本，EC为排放成本，其中电网系统的资本成本CC使用等式(11)进行估算；其中：CRF是恢复系数，而C
wtg
,C
pv
,C
cap,ess
,C
gen
,C
invt
是风力、光伏、电池储能系统、柴油发电机和逆变器的初始单位成本，恢复系数可用等式(12)计算；其中：n是寿命，i是组件的利率，资本成本是每个组件的初始单位成本和系统平衡组合，系统平衡包括安装成本和采购电缆、配件和其他附件的成本，C
x,i
＝(x％+1)
×
C
cap,x,i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)其中；C
x,i
和C
cap,x,i
是项目柴油发电机、风力、光伏、电池储能系统和逆变器的资本成本和初始单位成本，而x是上述组件的系统平衡；电网系统的更换成本RC0使用方程式(14)进行估算：
其中：RC
pv,i
、RC
wtg,i
、RC
bss,i
、RC
gen,i
和RC
invt,i
是光伏、风力、电池储能系统、柴油发电机和逆变器的单位成本；偿债基金因子SFF表示为：电网系统的维护成本(MC)使用式(16)进行估算:其中：MC
wtg
MC
pv
、MC
bss
、MC
gen
和MC
gen
是风力、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺江，崔嘉，郑伟，马民，覃世民，刘劲松，周桂平，刘祚宇，王铎，张武洋，葛延峰，金宜放，张智，黄靖博，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院国网辽宁省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：