[发明专利]风电-光伏-光热-电加热器互补发电系统容量优化模型

权利要求书

1.风电-光伏-光热-电加热器互补发电系统容量优化模型，其特征在于：

采用多目标粒子群优化算法，以平准化度电成本LCOE和负荷缺电率LPSP为目标函数，优化风电场、光伏电站、集热场和汽轮发电机装机容量及储热时长；

构建目标函数：

I_total＝I_wC_w+I_pvC_pv+I_cC_co+I_tesT_em+I_pbC_pb+I_EHm (1)

M_total＝M_wC_w+M_pvC_pv+M_coC_co+M_tesT_em+M_pbC_pb+M_EHm (2)

I_w、I_pv、I_co、I_tes、I_pb、I_EH和M_w、M_pv、M_co、M_tes、M_pb、M_EH分别表示风电场、光伏电站、集热场、储热、常规岛和电加热器模块的初始成本和运维成本，m和T_e分别表示储热模块每小时额定储放热容量和以额定容量储放热小时数，C_w、C_pv、C_co和C_pb分别表示风电场、光伏电站、集热场和常规岛模块的装机容量；I_total是风电场、光伏电站、集热场、常规岛、储热和电加热器模块的初始总成本，M_total是风电场、光电站伏、集热场、常规岛、储热和电加热器模块的年运维总成本，Q_w、Q_pv和Q_csp分别为风电、光伏和光热电站的年总发电量，ε_w、ε_pv和ε_csp分别是风电、光伏、光热电站的年折损因子，i是折现率，N是使用年限；

当Wind-PV-CSP-EH系统出力小于负荷时，系统出力不能满足负荷需求，采用LPSP指标评估；

d为系统计算总天数，p为互补发电系统出力，pr为负荷；

年发电量：

p_real为实际逐时发电量，p_total为年总发电量；

目标函数为：

C_w、C_pv、C_co和C_pb分别表示风电场、光伏电站、集热场和常规岛模块的装机容量；T_e为储热模块储热时长。

2.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热-电加热器互补发电系统容量优化模型，其特征在于：目标函数的约束条件为：

SPSP≤δ₁ (9)

X,Y,Z,m,T_e≥0 (10)

式(9)约束了能源浪费率SPSP，δ₁为SPSP的最大约束值；

式(10)约束了个模块装机容量；

集热场约束：

ΔQ_down≤|Q_t-Q_t-1|≤ΔQ_up (13)

DNI_t≥DNI_st (14)

式(11)和(12)约束集热场最小运行时长和停机时长，和分别为集热场任意一次运行和停机时长，和分别为最小运行和停机时长；式(13)约束集热场热功率变化，相当于汽轮发电机中的爬坡率，Q_t和Q_t-1分别为集热场当前时刻和上一时刻吸收热功率，ΔQ_up和ΔQ_down分别为集热场上下爬坡；式(14)和(15)约束集热场启动条件，DNI_t表示当前时刻DNI值，DNI_st表示开场DNI值，T_DNI表示满足未来一段时间内DNI值大于DNI_st的时长，T_DNIst表示满足集热场启动的未来一段时间DNI值大于DNI_st的最小时长；

储热模块约束：

ms_l≤ms≤ms_max (16)

md_l≤mda(i,j)≤ms_max (17)

0≤ma(i,j)m (18)

0≤mda(i,j)≤ms_max (19)

式(16)和(17)约束储热模块的剩余储热空间和储热量，ms_l表示冷罐在最低操作液位时相对于热罐所具有存储空间，md_l表示热罐在最低操作液位时相对于冷罐所具有的存储热量，mda为当前时刻储热模块剩余热量；式(18)限制了储热模块单位时间内放热容量，ma为当前时刻储热模块释放的热量。