[发明专利]一种基于多目标寻优的多能互补系统的设计方法

权利要求书

1.一种基于多目标寻优的多能互补系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1，对能源基地规划区域内风和光资源禀赋进行分析，得到风力发电系统和光伏发电系统装机容量的最大范围；

步骤2，根据典型年风速时间特性模型，结合风电发电量与风速的关系，建立风力发电系统发电功率与装机容量的关系函数；根据典型年光照时间特性模型，结合光伏发电量与光照强度的关系，建立光伏发电系统发电功率与装机容量的关系函数；进而得出风光发电综合输出功率；

步骤3，利用火电系统和储能系统的调峰属性，来平抑光伏发电系统和风力发电系统综合输出功率；根据火电系统和储能系统的实时输出功率，以及需要平抑的光伏发电系统和风力发电系统输出功率，得出综合能源系统的整体输出功率；

步骤4，基于步骤3所得综合能源系统整体输出功率的基础上，设定波动约束条件，使得新能源系统的输出功率波动小于设定的阈值；建立风力发电系统配置容量、光伏系统配置容量、火电配置容量、储能配置容量、综合能源系统功率以及波动率之间的关系函数；

步骤5，根据典型年份的风速时间特性模型和光照时间特性，以最小的功率波动为目标，确定综合能源系统中风力发电系统、光伏发电系统、火电系统以及储能系统随时间的运行状态和输出功率；

步骤6，结合步骤5所得结果以及步骤4所得关系函数，建立综合能源系统的收益和投资与各个子系统容量配置之间的关系函数；建立综合能源系统的碳排放和各个子系统容量配置之间的关系函数；

步骤7，以碳排放最低，投资收益最大和综合能源系统功率输出波动最小为目标，根据现场实际情况，确定多目标函数的权重系数，通过多目标寻优算法，反向计算确定综合能源系统中风力发电系统、光伏发电系统、火电系统以及储能系统的设计容量。

2.根据权利要求1所述的基于多目标寻优的多能互补系统的设计方法，其特征在于，步骤1中，获取多年的风速、日照强度数据，按时间先后顺序排列，将所述数据分解到小时的尺度进行分析，得出风光要素的时间周期特征，得到典型的一年风速时间特性模型v(t)、光照时间特征模型r(t)，并确定规划区域的确定风力发电系统和光伏发电系统装机容量的最大范围、风系统的容量极值L_wmax、光系统的容量极值L_rmax。

3.根据权利要求1所述的基于多目标寻优的多能互补系统的设计方法，其特征在于，步骤2中，风力发电系统发电功率P_wind(t)与风力发电系统装机容量L_w的关系函数为：

P_wind(t)＝L_w×v(t)×P_w(v)

其中，P_w(v)为风机的功率曲线，光伏发电系统发电功率P_r(t)与光伏发电系统装机容量L_r的关系函数为：

P_r(t)＝L_r×r(t)×P_r(r)

其中，P_r(r)为光伏发电量与效率、日照强度的关系函数。

4.根据权利要求1所述的基于多目标寻优的多能互补系统的设计方法，其特征在于，光伏发电系统和风力发电系统在长期时间尺度下的发电功率随机性和波动性，根据风力发电系统的发电功率和光伏发电系统的发电功率之和来体现。