一种适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法
专利汇可以提供一种适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种适于 梯级 水 光互补 能源 发电系统的光伏容量配置方法，包括：步发电系统典型负荷的峰荷曲线和基荷曲线的生成方法；基于k-means的 光伏发电 出 力 的概率模型；基于峰荷曲线和基荷曲线以及光伏发电出力的概率模型，通过建立梯级水光互补能源发电系统的运行模拟模型，可计算出互补能源发电系统的发电收益；基于计算的发电收益，通过建立梯级水光互补能源发电系统的投资收益模型，可计算出互补能源发电系统的投资成本收益，选择出净收益最大的光伏装机容量为发电系统的最优配置容量；可实现梯级 水电 能源基地光伏容量的配置，避免光伏过度投资导致的资源浪费，同时最大化梯级水光互补能源发电系统的投资收益。，下面是一种适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法专利的具体信息内容。
1.一种适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：生成发电系统典型负荷的峰荷曲线和基荷曲线；
步骤2：建立基于k-means的光伏发电出力的概率模型；
步骤3：基于发电系统典型负荷的峰荷曲线和基荷曲线以及基于k-means的光伏发电出力的概率模型，建立梯级水光互补能源发电系统的运行模拟模型，通过运行模拟模型计算出互补能源发电系统的发电收益；
步骤4：建立梯级水光互补能源发电系统的投资收益模型，基于互补能源发电系统的发电收益和投资收益模型，计算出互补能源发电系统的投资成本收益；
步骤5：基于步骤4的计算结果，选择出净收益最大的光伏装机容量为发电系统的最优配置容量。
2.根据权利要求1所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
步骤1.1：对发电系统典型日负荷进行标幺化处理，其计算公式为：
式(1)中， 为第t时段的发电系统典型负荷的有名值；Lt为第t时段的发电系统典型负荷的标幺值；T为负荷时段t的最大取值；
步骤1.2：基于步骤1.1的计算结果，计算发电系统典型日负荷曲线的低谷负荷，其计算公式为：
Lmin＝min{L1,L2,...,LT}(2)
式(2)中，Lmin为发电系统典型负荷标幺曲线的最小值；
步骤1.3：基于步骤1.1和步骤1.2的计算结果，计算发电系统典型负荷的峰荷曲线和基荷曲线，其计算公式：
式(3)-(4)中， 为发电系统典型负荷的峰荷曲线； 为发电系统典型负荷的基荷曲线。
3.根据权利要求1所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
步骤2.1：基于光伏出力曲线历史数据，生成K个光伏发电出力的初始聚类中心 计算公式为：
式(5)-(7)中， 为第d个光伏出力曲线历史数据在t时段的光伏发电出力标幺值；
分别为第t时段光伏发电出力曲线的最大值和最小值；k为聚类中心的索引，表示第k个光伏发电出力的聚类中心；
步骤2.2：基于步骤2.1的计算结果，计算每条光伏出力曲线与各个聚类中心的相识度Sd,k，计算公式为：
步骤2.3：筛选出与第d条光伏发电出力曲线相识度最大的聚类中心，并将第d条光伏发电出力曲线划分到第k个类簇中；
步骤2.4：根据新的类簇，生成新的聚类中心，计算公式为：
步骤2.5：重复步骤2.2至步骤2.4，直至聚类结果不再发生变化；
步骤2.6：选取每个类簇的聚类中心 作为该类簇中所有光伏发电出力曲线的代表场景；
步骤2.7：计算每个代表场景的概率πk，计算公式为：
4.根据权利要求1所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤3.1：建立梯级水光互补能源发电系统的运行目标函数，其计算公式为：
式(11)中，λP、λB分别为峰荷电价和基荷电价；ψP、ψB分别为梯级水光互补能源发电系统的峰荷外送电力和基荷外送电力；
步骤3.2：建立梯级水光互补能源发电系统的电力平衡约束：
式(12)中， 为第i个梯级水电站在场景k下第t时段的发电出力； 为第光伏电站在场景k下第t时段的发电出力；
步骤3.3：建立光伏电站的运行模拟约束，包括光伏电站功率平衡和弃光上下限约束；
步骤3.4：建立梯级水电站的运行模拟约束，包括水流量约束、库容约束、水力-电力耦合约束、机组发电上下限、弃水约束。
5.根据权利要求1所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
梯级水光互补能源发电系统的投资收益模型为年发电收益减去年化投资成本，其计算公式为：
F＝max IC(CPV)-IN(CPV)-IN(Chy) (13)
式(13)中，F为梯级水光互补能源发电系统的净收益；IC(CPV)为光伏装机容量为CPV时发电系统的发电收益；IN(CPV)为光伏装机容量为CPV的年化投资；IN(Chy)为梯级水电装机容量为Chy的年化投资。
6.根据权利要求4所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤3.2具体包括：
步骤3.2.1：建立光伏电站的功率平衡约束：
Ptpv+PtcurPV＝PtPVCPV (14)
curPV
式(14)中，Pt 为第t时段的光伏弃光出力；
步骤3.2.2：建立光伏电站的弃光约束：
0≤PtcurPV≤PtPVCPV (15)。
7.根据权利要求4所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，所述步骤3.3具体包括：
步骤3.3.1：梯级水电上下游水库水力联系为：
Ii,t＝Qi-1,t-τ+Ri,t (16)
式(16)中，Ii,t为水电i在第t时段的入库流量；Qi-1,t-τ为上一级电站i-1在t-τ时段的出库流量；Ri,t为水电站i在t时段的区间流量；
步骤3.3.2：梯级水电的水量平衡约束为：
Vi,t+1＝Vi,t+(Ii,t-Qi,t)Δt (17)
式(17)中，Vi,t为水电i在第t时段的水库水量；
步骤3.3.3：梯级水电的出库流量约束为：
式(18)中， 为水电i的最小出库流量； 为水电i的最大出库流量；
步骤3.3.4：梯级水电的库容上下限约束为：
Vimin≤Vi,t≤Vimax (19)
式(19)中，Vimin为水电i的最小库容；Vimax为水电i的最大出库容；
步骤3.3.5：梯级水电的初末库容约束为：
Vi,0＝Vi,T (20)
式(20)中，Vi,0为水电i的初始库容；Vi,T为水电i的最大出库容。
步骤3.3.6：梯级水电的发电水头与水位关系约束为：
式(21)中：Hi,t为电站i在时段t的发电水头； 分别为电站i在时段t的上、下游水位； 为电站i在时段t的水头损失；
步骤3.3.7：电站水位库容、尾水位泄量约束：
式(22)-(23)中，fi,zv()、fi,zq()分别为水电站i的水位-库容关系函数和尾水位-下泄流量关系函数；
步骤3.3.8：梯级水电的电站出力特性约束为：
式(24)中，fi,p()为水电站i的出力与发电流量和发电水头的函数；
步骤3.3.9：梯级水电的弃水约束为：
式(25)-(26)中， 为水电站i在t时段用于发电的出库流量； 为水电站i在t时段用于弃水的出库流量；
步骤3.3.10：梯级水电的发电出力上下限约束：
式(27)中， 为水电站i在的最小出力和最大出力； 为水电站i在t时段的出力 为水电站i在t时段用于弃水的出库流量。
8.根据权利要求1所述的适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，其特征在于，步骤4中光伏电站的年化投资和梯级水电站的年化投资与年利率、资本回收年限相关，具体计算公式为：
式(28)-(29)中，r为年利率；Y为资本回收年限；λPV、λhy分别为光伏和水电的单位投资成本。
一种适于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法
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