【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电系统领域，特别是涉及一种发电系统中设备容量的确定方法及装置。
技术介绍
1、近年来，太阳能和风能的随机性和间歇性使得可再生能源与储能技术相结合成为必然趋势。抽水蓄能是目前电网中应用最广泛的一种蓄能方式，但其容量受地理条件的限制，无法满足对电能的存储。所以，基于可再生能源互补特性的混合可再生能源系统越来越受到人们的关注，该系统可以协调多种可再生能源发电形式，实现互补发电，减少对电网的不利影响。容量优化是混合可再生能源系统设计的关键，也是优化调度的基础。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种发电系统中设备容量的确定方法及装置，在确定风力发电机的容量、光伏电站的容量、储热系统的容量及抽水蓄能系统的容量的过程中不仅减少了不满足电力需求的采样点，也降低了发电系统的成本，确定设备的容量更加准确且合理。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种发电系统中设备容量的确定方法，包括：
3、确定风电场的风力发电机的输出功率及光伏电站的输出功率；
4、根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定储热系统的运行功率及抽水蓄能系统的运行功率；
5、根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率、所述储热系统的运行功率及所述抽水蓄能系统的运行功率确定所述风力发电机的运行成本、所述光伏电站的运行成本、所述储热系统的运行成本及所述抽水蓄能系统的运行成本；
6、根据初始成本、所述风力发电机的运
7、确定预设时间内的未满足电力需求的采样点占总采样点的比例；
8、在所述比例与所述成本均达到最小值时，确定所述风力发电机的容量、所述光伏电站的容量、所述储热系统的容量及所述抽水蓄能系统的容量。
9、另一方面，确定风电场的风力发电机的输出功率及光伏电站的输出功率，包括：
10、确定风电场的风力发电机的输出功率，所述风力发电机的输出功率的表达式为；
11、其中，pwind为风力发电机的输出功率，所述vi为所述风力发电机的切入风速，vo为所述风力发电机的切出风速，vr为所述风力发电机的额定风速，v为实时风速，pr为所述风力发电机的额定功率；
12、确定光伏电站的输出功率，所述光伏电站的输出功率的表达式为；
13、其中，ppv为所述光伏电站的输出功率，pstc为标准测试状况下的所述光伏电站最大输出功率，βt为温度系数，t1为所述光伏电站的光伏电池的表面运行温度，，tamb为环境温度，tstc为标准测试条件下的所述光伏电池的表面温度，i为太阳光照强度，istc为标准测试条件下的太阳光照强度。
14、另一方面，根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定储热系统的运行功率及抽水蓄能系统的运行功率，包括：
15、在所述蓄电池充电时，确定存储在所述蓄电池中的电能为；
16、在所述蓄电池放电时，确定存储在所述蓄电池中的电能为；
17、其中，ebat(t)为t时刻存储在所述蓄电池中的电能，ebat(t-1)为t-1时刻存储在所述蓄电池中的电能，为所述蓄电池的自放电率，pbat,c(t) 为t时刻所述蓄电池的充电功率，ηbat,c为所述蓄电池的充电效率，pbat,d(t) 为t时刻所述蓄电池的放电功率，ηbat,d为所述蓄电池的放电效率；
18、确定所述热量存储模型的表达式为和；
19、其中，所述储热系统包括冷罐、热罐及传热介质，m为所述传热介质的瞬时质量，mi为所述储热系统的净进口流量，mo为所述储热系统的净出口流量，cp为所述传热介质的比热容，t2为所述传热介质的瞬时温度，th为传热介质的入口温度，(ua)t为t时刻的出热管总热损失系数；
20、确定所述抽水蓄能系统的电势至水势转换模块的表达式为和；
21、确定所述抽水蓄能系统的水势至电势转换模块的表达式为和；
22、其中，所述电势水势转换模型包括电势至水势转换模块及水势至电势转换模块，wi(t)为t时刻水泵的抽水量，ep(t)为t时刻的电网负荷需求，ρ为水的密度，g为重力系数，h为平均水头，ηp为所述水泵的效率，ηm为电动机的效率，ηpipe为管道的效率，eg(t)为t时刻水轮机的输出功率，wo(t)为t时刻的耗水量，ηtr为水轮机的效率，ηnr为发电机的效率；
23、根据存储在蓄电池的电能、所述储热系统的热量存储模型、所述抽水蓄能系统的电势水势转换模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述储热系统的运行功率及所述抽水蓄能系统的运行功率。
24、另一方面，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述抽水蓄能系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述抽水蓄能系统的电势水势转换模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述抽水蓄能系统的运行功率，包括：
25、根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述电网的净负荷，dp(i)为i时刻所述电网的净负荷，pr(i)为i时刻所述电网的负荷需求，pw(i)为i时刻所述风力发电机的输出功率，pv(i)为i时刻所述光伏电站的输出功率；
26、在所述净负荷小于0且时，优先控制所述抽水蓄能系统存储电能，在所述抽水蓄能系统饱和时采用所述蓄电池储能；
27、在所述净负荷小于0且时，优先采用所述蓄电池储能；
28、在所述净负荷小于0且时，同时采用蓄电池和抽水蓄能系统储能，并弃掉仍无法消纳的剩余电量；
29、在所述净负荷大于0且时，优先采用抽水蓄能系统供电，若无法满足负荷需求且存储在蓄电池的电能大于最小荷电状态，则用蓄电池继续供电；
30、在所述净负荷大于0且时，优先采用蓄电池供电；
31、在所述净负荷大于0且时，采用蓄电池和抽水蓄能系统共同供电；
32、其中，n为所述抽水蓄能系统的储能容量，ηp为水泵的运行效率，ηc为所述蓄电池的充电效率，ηg为水轮机的发电效率，ηd为所述蓄电池的放电效率，b为所述蓄电池的储能容量；
33、在所述抽水蓄能系统储能或供电时确定所述抽水蓄能系统的运行功率。
34、另一方面，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述储热系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述储热系统的热量存储模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述储热系统的运行功率，包括：
35、根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述电网的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，确定风电场的风力发电机的输出功率及光伏电站的输出功率，包括：
3.如权利要求2所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定储热系统的运行功率及抽水蓄能系统的运行功率，包括：
4.如权利要求3所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述抽水蓄能系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述抽水蓄能系统的电势水势转换模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述抽水蓄能系统的运行功率，包括：
5.如权利要求3所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述储热系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述储热系统的热量存储模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述储热系统的运行功率
6.如权利要求1所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，根据所述风力发电机的运行成本、所述光伏电站的运行成本、所述储热系统的运行成本、所述抽水蓄能系统的运行成本及初始成本确定发电系统的成本，包括：
7.如权利要求1所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，确定预设时间内的未满足电力需求的采样点占总采样点的比例，包括：
8.如权利要求1至7任一项所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述比例与所述成本达到最小值时，确定所述风力发电机的容量、所述光伏电站的容量、所述储热系统的容量及所述抽水蓄能系统的容量，包括：
9.如权利要求8所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述比例与所述成本达到最小值时，确定所述风力发电机的容量、所述光伏电站的容量、所述储热系统的容量及所述抽水蓄能系统的容量，包括：
10.一种发电系统中设备容量的确定装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，确定风电场的风力发电机的输出功率及光伏电站的输出功率，包括：
3.如权利要求2所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，根据所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定储热系统的运行功率及抽水蓄能系统的运行功率，包括：
4.如权利要求3所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述抽水蓄能系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述抽水蓄能系统的电势水势转换模型、所述风力发电机的输出功率、所述光伏电站的输出功率及电网的负荷需求确定所述抽水蓄能系统的运行功率，包括：
5.如权利要求3所述的发电系统中设备容量的确定方法，其特征在于，在所述风力发电机、所述光伏电站、所述蓄电池及所述储热系统共同协作时，根据存储在蓄电池的电能、所述储热系统的热量存储模型、所述风力发电机的输出功率、...
【专利技术属性】
技术研发人员：卓已峰，周站勇，卢秋生，王浩，张钟平，刘丽丽，
申请(专利权)人：华电福新周宁抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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