基于用户侧经济性指标的分布式电源优化配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统分布式发电技术领域，具体设及一种基于用户侧经济性指标 的分布式电源的优化配置方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球环境与能源问题的日益突出，环境友好且经济的分布式发电更多地得到 关注。由分布式电源和储能装置组合而成的系统，在分布式电源发电的同时，由于储能装置 的加入，使系统的能量流动控制更加灵活，可根据分布式电源的输出电能和用户所用电价 情况来控制能量的流动方式，该样的系统能够降低终端用户费用，提高电能质量，维护电网 的稳定运行，同时具有环境友好，再生可持续利用的优点，是未来新能源发展与推广的重要 方向。因为不同的分布式电源有着不同特性，其所适用的范围也不一样，用户需根据所在的 地域与环境特点，选择适合的分布式电源接入电网。在未来十年，城市里的智能小区与小型 企业最适合使用的小规模分布式电源为光伏发电，微型燃气轮机。
[0003] 在用户侧，对于分布式电源接入电网，是否能为用户带来利益是首要关注的问题， 所W需要一套系统且方便计算的分布式电源的优化配置方法来帮助评估与分析分布式电 源的经济性与可靠性。目前国内外对分布式电源方面的研究主要集中在系统的经济调度和 电源的选址定容方面，缺乏一套比较系统且完整的经济性分析与评估方案；在优化算法方 面，大都通过为分布式电源、储能装置建立数学模型，W系统的总投资最少为目标函数，W 电网的可靠运行为约束条件，来确定调度方法和定容，但是该些研究更多的注重算法的先 进性，导致计算繁琐且结果的可信度不高，工程实践性不强，推广价值不高。
[0004] 因此，建立一套比较完善的，且计算简单，便于在工程上推广的分布式电源的优化 配置方法，对于未来世界大力发展新能源来说是非常迫切的。
[0005] 对于光伏和微型燃气轮机的数学模型，可W根据现有的方法来确定。
[0006] 1)光伏阵列：
[0007] Ppv= n 巧*R*[l-0. 005订-25)]
[000引 S = Ppvm/Ppvmi
[0009] 其中，Ppv为光伏阵列的输出功率，n为光伏的额定转换效率，S为光伏阵列的面积 (m 2)，R为光伏组件倾斜面上的太阳福照强度（W/m2)，T为光伏组件温度（摄氏度）；Ppvmi为 每平方米光伏的最大输出功率（见厂商技术参数）；Ppvm为用户采用的光伏阵列的最大输出 功率。
[0010] 由此模型可见，只要输入光伏的额定转换效率n，光伏阵列的面积S，光伏组 件倾斜面上的太阳福照强度R，光伏组件温度T，就可W得到光伏阵列的输出功率。对 于给定型号的光伏组件，其性能参数-光伏最大功率Ppvm与面积S成正比。（YonaA， SenjyuT，Funabashi T. Applicationofrecurrentneural networktoshort-term-ahea dgeneratingpowerforecastingfor photovoltaicsystem[C]. lEEEPowerEngineering SocietyGeneralMeeting?2007) 〇
[0011] 。微型燃气轮机
[0012] 对于给定型号的微型燃气轮机，效率、比热容、损失系数，回热度，膨胀比等系数， 都可W从燃气轮机的技术参数得到，或者从工程上典型参考值获取，为了简化燃气轮机模 型便于计算，压气机入口空气压力Pi，入口空气温度Ti，入口空气流量Gk，回热器的排气温 度T4。都可W取典型参考值。所W只需输入燃烧室入口燃料流量G f，就可W得到该燃气轮机 的输出功率Pi(t)和产生的热量A (t)。换言之，给定燃气轮机型号，那么它的发电效率也 就确定了，向燃烧室投入一定量的燃料，电量和热量的产出就是确定的，并可由如下线性 关系表不：
【主权项】
1. 一种基于用户侧经济性指标的分布式电源优化配置方法，其特征在于，该方法包含 下列步骤： a、确定用户，由用户确定所使用的光伏、微型燃气热电联产机组、蓄电池和储热水箱的 规格与型号，则表1所列的指标均为确定的值， 表1输入量
再确定热电联产运行模式，光伏最大功率Ppvm，微型燃气轮机安装个数N，蓄电池容量 和储热水箱容量Htrtal; b、建立以用户成本最小化为目标的数学模型为： 目标函数 minf = fgas+fgrid+fa_Q1+fa_ Qs+fa_Ps+fP_loss+f Q_loss 其中：f表示用户24小时的运行成本，fgas表示微型燃气轮机24小时所消耗的天然气 成本，f^id表示用户24小时的向电网支付的电费，fa_Q1表示24小时弃热负荷的惩罚成本， fa_Qs表示24小时的产热多余的惩罚成本，f a_Ps表示24小时的产电多余的惩罚成本，fP_1()SS 是蓄电池同时充放电的惩罚成本，fQ_1()SS是储热水箱同时供热与储热的惩罚成本；
其中Cn表示天然气的单价；N表示安装的燃气轮机数量，Gf(k)表示第k个采样时刻燃 气轮机的进气量，Δ T为采样时间；
其中CgHd(k)表不第k个米样时刻电网向用户售电的价格，P#id(k)表不第k个米样时 刻电网向用户提供的电能，ΔΤ为采样时间；
其中Ca_Q1表示弃热负荷惩罚因子，QabanlGO表示第k个采样时刻弃热负荷量，Λ T为采 样时间；
其中ca_Qs表示产热多余惩罚因子，QabansGO表示第k个采样时刻产热多余量，ΛΤ为采 样时间；
其中Ca_Ps表示产电多余惩罚因子，PabansGO表示第k个采样时刻产电多余量，Λ T为采 样时间：
其中CP_1()SS表示人为设置的蓄电池同时充放电的惩罚因子，且cp_ 1()ss=2*ca_ps;pba_dis(k) 表示第k个时刻蓄电池的放电功率，PbaIhGO表示第k个时刻蓄电池的充电功率，Ii 1表示 蓄电池的充电效率，n2表示蓄电池的放电效率，δτ为采样时间；
其中CQ_1()SS表示人为设置的储热水箱同时储热和供热的惩罚因子，且C Q_1()SS= 2*C a_Qs; QtankIP (k)表示第k个时刻储热水箱的供热功率，Qtank_st()(k)表示第k个时刻储热水箱的储 热功率，η 3表示储热水箱的储热效率，η 4表示储热水箱的供热效率，δ τ为采样时间； 约束条件一 电能平衡约束 Ppv (k) +Pgrid (k) +Pba_dis (k) -pba_ch (k) +N*Pi (k) = P1 (k) +Pabans (k)其中 Ppv (k) 表示第k个时刻光伏阵列预测的输出电能，PgHd(k)表示第k个时刻电网向用户供应的电 能，Pba^ lis(k)表示第k个时刻蓄电池的放电功率，Pb_h(k)表示第k个时刻蓄电池的充电功 率，N表示用户安装的燃气轮机数量，P i (k)表示第k个时刻单个燃气轮机的输出电能，P1 (k) 表示第k个时刻用户的预测用电负荷，Pabans (k)表示第k个时刻产电多余量，N表示安装的 燃气轮机数量； 其中PiGO =m*Gf(k)，Gf (k)为燃气轮机入口燃料流量，m是由微型燃气轮机型号确定 的常数； 约束条件二 热能平衡约束 N*Qi (k) -Qabans (k) +Qt