[发明专利]风光储联合发电系统出力特性优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，具体指的是一种风光储联合发电系统出力特性优化方法。 

背景技术

随着能源与环境问题的日益严峻，节能减排问题在世界范围内得到广泛关注。风能与太阳能作为可再生无污染的绿色能源，风力发电、光伏发电近年来得到了大力发展。风光发电依赖于变化的气象条件，有功出力会在不同时段间剧烈波动，比如前一时段输出功率很高，到下一时段又跌落到较低水平。系统中日益增加的大型风电与光伏发电等可再生能源对传统电网的可靠性及稳定性带来很大的冲击，这与系统需要平稳、确定的电能注入相矛盾。当大型可再生能源接入电力系统后，传统机组的爬坡速率往往不能满足可再生能源带来的大幅度、短时的功率波动要求，这就迫使电网对接入系统的可再生能源进行限制。 

由于风能和光能的间歇性和随机性，风、光独立运行系统很难提供连续稳定的能量输出，其资源的不稳定性和间歇性造成其能源品质较差，大规模并网势必会影响电网的安全稳定运行。以至于发展智能电网时，如何安全、可靠地接入各种可再生能源电源是当今面临的一大挑战。如果在风、光互补的基础上加入储能装置组成风光储联合发电系统，就可以充分利用风能和光能在时间及地域上的天然互补性，同时配合储能系统对电能的存储和释放，改善整个风光发电系统的功率输出特性，缓解风电、光电等可再生能源的间歇性和波动性与电力系统需要实时平衡之间的矛盾，降低其对电网的不利影响。 

在风光储联合发电系统运行过程中，根据电网用电需要及风速、光照预测，优化风电厂、光伏电站、储能电站的有功功率，制定合理的风光储联合发电计 划，是发挥风光储联合发电系统综合效益，实现安全性、经济性、环保性的重要内容，也是建设风光储联合发电智能全景优化控制系统必不可少的环节。基于风光发电出力在通常情况下是不可调度的，风光储系统联合调度的主要任务是确定储能装置的充放电过程，确保系统能够最大程度地达到预定控制目标。然而，目前尚没有有效的调度方法，实现风光储联合发电系统的有功优化调度。在实际运行中，电力系统调度中心往往根据运行经验，人工制定风光储联合发电系统的发电计划，从而难以保证调度运行的安全性和经济性，也给运行人员带来了巨大的工作量。 

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种风光储联合发电系统出力特性优化方法，解决现有技术中存在风、光独立运行供电系统很难提供连续稳定的能量输出，其资源的不稳定性和间歇性造成其能源品质较差，大规模并网势必会影响电网的安全稳定运行的不足。 

为实现上述目的，本发明提供了一种风光储联合发电系统出力特性优化方法，其步骤包括： 

1）利用测风塔与风机轮毂同高度的实测每10分钟平均风速，并查出对应该风速的风机功率，进而得出1年中每10分钟的风电场出力，选取某月份中一个典型日的风出力曲线，从曲线里可以看出该地区夏季白天风小，夜里风比较大，而且风的随机波动性较强，甚至在很短的时间内风速还有无规律的脉动变化，这种能量的不稳定性给风能的使用带来了困难，其中风力场的发电功率与风速间的关系如下： 

P_w=C_p(T_tsr)πρR²V³/2   (1) 

式中:ρ为空气密度；R为风力机半径；V为风速；C_p(T_tsr)为风机的风能利用系数；T_tsr为叶尖速比；风能利用系数为叶尖速比的函数； 

2）当光伏发电系统中光伏阵列布置方案确定、逆变器选型结束后,逆变器后最大交流输出功率只取会受到光强系数和组件转换效率温度修正系数的影响，针对每个月选取的典型日，计算得到典型日的小时平均发电功率分布，其 次将典型日的小时平均发电量按余弦分布规律离散得到5分钟的平均发电功率；随后利用典型日间隔5分钟输出功率的汇总数据，等值延拓得出当月光伏电站输出功率统计，进而以此推算得到光伏电站全年输出功率统计，本工程中光伏电站输出功率统计是通过以下计算结果进行修正后得出： 

N_el=E_qAηη_Tη_iη_nη_l×10^-3   （2）