[发明专利]基于运行可靠性的光热-生物质混合电站容量配置方法

说明书

本发明公开基于运行可靠性的光热‑生物质混合电站容量配置方法，步骤是：1)考虑光热‑生物质混合电站各组分初始建设投资成本与运行维护成本，采用设备全寿命周期成本管理方法进行混合电站容量配置建模分析；2)考虑混合电站中光热电站、风电场、生物质锅炉运行以及系统功率平衡约束，建立考虑混合电站出力偏差惩罚、弃风弃光惩罚、以及混合电站容量配置的综合运行成本最小为目标函数的优化模型；3)设置混合电站运行可靠性约束，将其加入到优化模型中并求解，得到容量配置与优化运行结果。本发明方法通过设置混合电站运行可靠性指标，建立了考虑多种约束的混合电站最优容量配置模型，能够为混合电站建设及运行提供理论依据。

技术领域

本发明属于电力系统电源规划领域，具体涉及基于运行可靠性的光热-生物质混合电站容量配置方法。

背景技术

光热-生物质混合电站凭借其出力灵活性高、可控性强，与风电、光伏发电等新能源协调运行时可以减少系统出力的波动性与随机性，这为提高系统新能源的并网消纳提供了新的途径。根据IEA的统计，目前光热电站的造价较高，建设和运行光热电站往往需要政府补贴，这极大地阻止光热发电产业的发展。

光热-生物质混合发电是一种在提高运行调度能力的同时降低平准化发电成本的理想选择。首先，生物质能作为可再生能源的一个分支，其与光热电站的混合发电可以实现100％的可再生能源发电的目标，在国家节能减排政策的推广下，未来势必会为光热发电承担电网基本负荷提供更大的可能性。此外，光热电站和生物质电站通过共享电厂设备，可以更大程度地降低电厂投资成本。通过生物质和光热电站的最优配置，减少光热电站投资，将为未来光热电站承担电网基本负荷，在电力系统中取代常规机组提供更大的可能性。

目前，针对纯光热电站进行容量配置与选址规划的研究较多。然而，如何对光热-生物质混合电站进行最优容量配置，减少光热电站光场和储热系统的建设容量，降低光热电站投资成本，仍需深入研究。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出基于运行可靠性的光热-生物质混合电站容量配置方法，能够有效降低混合电站综合成本，为混合电站建设及运行提供理论依据。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：基于运行可靠性的光热-生物质混合电站容量配置方法，包括如下步骤：

步骤1，考虑光热-生物质混合电站各组分初始建设投资成本与运行维护成本，采用设备全寿命周期成本管理方法(Total Life Cycle Cost，TLCC)进行混合电站容量配置建模分析。

步骤2，建立考虑混合电站出力偏差惩罚、弃风弃光惩罚、以及混合电站容量配置的综合运行成本最小为目标函数的优化模型；构建模型约束条件；所述约束条件包括：光热电站运行约束、风电场运行约束、生物质锅炉运行约束以及系统功率平衡约束。

步骤3，考虑并设置混合电站运行可靠性约束，并将其加入到混合电站最优容量配置模型，得到考虑运行可靠性约束的光热-生物质混合电站最优容量配置模型；通过求解该最优容量配置模型，得到容量配置与优化运行结果。

进一步，所述步骤1进行了光热-生物质混合电站容量配置建模分析，包括以下步骤：

在运用电力设备全寿命周期成本方法计算时考虑设备初始建设投资成本(Initial Capital Cost，IC)和维护与运营成本(Maintenance and Operation Cost，OM)，其具体计算方法如下式(1)所示：

式中：LCC是设备总的寿命周期成本；icc_k是第k个组分的寿命周期成本，其具体计算方法如下式(2)所示；k是组分指数，N为总的组分数；CRF表示的是资本回收系数，其具体计算方法如下式(3)所示：

icc_k＝OM_k+IC_k (2)