[发明专利]一种基于可靠性价值的分布式光伏和储能系统定容方法

权利要求书

1.一种基于可靠性价值的分布式光伏和储能系统定容方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)分布式光伏和储能系统模型的构建

将一天分为两个时段，分别是白天时段6：00～19：00，以及夜晚时段19：00～次日6：00,所述白天时段和夜晚时段分别用T_d、T_n表示，时间间隔ΔT＝1h，在白天时段光伏发电，且白天时段的多余出力可以存储在储能系统中供夜晚时段使用；

a)负荷模型

根据历史数据，得到一般家庭中的负荷使用情况，以小时为时间间隔，对家庭负荷进行统计，用l(t)表示,白天累积的负荷(L_d)和夜晚累积的负荷(L_n)分别为：

b)光伏出力模型

太阳能电池板在白天时段的出力模型为：

s(t)＝r(t)K_p

式中r(t)是白天时段的太阳辐射，其分布为是一个随机过程，其概率分布由历史数据估算得，K_p是太阳能电池板的容量，白天时段太阳能累计发电量模型为：

式中μ_p是一个随机变量，其分布从太阳辐射过程的分布中得出；

c)储能模型

P^storage＝μ_bK_b

式中K_b代表家用电池存储的能量容量，μ_b表示电池储能区的放电深度(DOD)，实际的可用储能容量为μ_bK_b；

2)收益模型的构建

a)经济价值

经济价值近似正比于分布式光伏和储能系统的容量K_p和K_b，表示为：

C_E(K_p,K_b)＝α_pK_p+α_bK_b

式中，α_p和α_b是分布式光伏和储能系统单位容量下年经济价值系数。

b)建设成本

建设成本与分布式光伏和储能系统的容量K_p和K_b成正比，将一次性固定成本折现，表示为：

C_F(K_p,K_b)＝β_pK_p+β_bK_b+γ_psgn(K_p)+γ_bsgn(K_b)

式中，γ_p和γ_b是分布式光伏和储能系统的一次性固定成本系数；β_p和β_b是分布式光伏和储能系统单位容量下年建设成本系数；

c)可靠性价值

白天，仅光伏发电为家庭供电，负荷损耗为：

ΔL_d(K_p,K_b)＝max{L_d-μ_pK_p,0}

当L_d值较小或μ_pK_p值较大，多余的太阳能会存储在储能电池中，白天时段电池存储的存储能量表示为：

L_s(K_p,K_b)＝min{max{μ_pK_p-L_d,0},μ_bK_b}

夜间，电池存储释放其白天存储的能量以提供夜间负载，夜间的负荷损耗表示为：

ΔL_n(K_p,K_b)＝max{L_n-L_s,0}

容量为(K_p,K_b)的分布式光伏和储能系统的可靠性价值可以通过避免损失的负荷值来衡量：

C_R(K_p,K_b)＝pπ_R[ΔL(0,0)-ΔL_d(K_p,K_b)-ΔL_n(K_p,K_b)]

＝pπ_R[min{μ_pK_p,L_d}+min{L_s,L_n}]

＝pπ_R[min{μ_pK_p,L_d}+min{max{μ_pK_p-L_d,0},μ_bK_b,L_n}]

其中p是因为自然灾害导致居民用户的停电概率；π_R是居民用户损失负荷的单位价值(VOLL)；

d)收益模型

分布式光伏和储能系统的收益I包括经济价值、建设成本和可靠性价值，

以经济价值最大为目标的分布式光伏和储能系统定容方案：

I＝(α_p-β_p)K_p+(α_b-β_b)K_b-γ_psgn(K_p)-γ_bsgn(K_b)+pπ_R[min{μ_pK_p,L_d}+min{max{μ_pK_p-L_d,0},μ_bK_b,L_n}]。

2.根据权利要求1所述的一种基于可靠性价值的分布式光伏和储能系统定容方法，其特征在于：其最优投资策略为，投资收益I是决策变量为K_p和K_b的线性函数，其中K_p和K_b的取值大于等于0，最优解(K^*_p,K^*_b)有三种情况：