本发明涉及电力领域，具体是一种风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法。
背景技术：
1、随着风电、光伏发电大规模推进，其供电可靠性和稳定性不足的问题不断突出，而且会在并网时产生对大电网造成冲击，威胁电力系统的安全运行。目前国内外学者对风电-光伏-光热互补发电系统运行优化与容量规划问题进行了一定的研究，但在考虑问题的全面性或算法求解方面欠佳。因此，构建兼并经济性和调峰能力的风电-光伏-光热互补发电系统，并研究其运行优化、容量配置以及求解方法等问题迫在眉睫。
2、多能互补可发挥各种能源的优势，提高新能源的消纳比例，加快替代化石能源的进程。配备储热装置的太阳能热发电机组与风光发电等新能源系统耦合，可以降低单机发电的随机波动性，提高发电系统的运行质量和可靠性。为了能够高效、安全地平抑风光发电带来的负荷波动，提高能源利用率及系统经济收益，建立运行优化与容量规划模型，研究风电-光伏-光热互补发电系统各子系统间的相互耦合作用和容量配置优化方法。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，综合考虑风电站、光伏电站和光热电站的全年逐时段仿真模拟功率数据、互补发电系统中各系统的电源装机容量、运行参数和经济性参数，构建了风电-光伏-光热互补发电系统容量协调优化模型，制定了互补发电系统优化调度策略，求解模型得到互补发电系统最优容量配置方案，优化结果表明合理配置系统容量可以有效减小互补发电系统输出功率波动的同时提高并网效益。
2、为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，包括以下步骤：
3、s01）、以互补发电系统中各子系统的运行约束、互补发电系统输出容量约束为约束条件构建互补发电系统容量优化配置模型；互补发电系统包括风电、光伏、光热三个子系统，互补发电系统容量优化配置模型以互补发电系统收益最大与系统输出功率跟随负荷的偏差最小为目标，包括净负荷、净收益和成本三部分，净负荷表示输出功率与负荷需求的匹配程度；
4、s02)、获取风电站、光伏电站和光热电站的全年逐时段理论出力数据、互补发电系统中各设备的电源装机容量、运行参数和经济性参数；
5、s03）、基于所述风电站、光伏电站和光热电站的全年逐时段理论出力数据、互补发电系统中各设备的电源装机容量、运行参数和经济性参数对预先构建的互补发电系统容量优化配置模型进行求解，得到容量最优配置方案；求解互补发电系统容量优化配置模型时，根据各子系统模型以及约束条件构建剩余负荷峰谷差最小目标函数，获得剩余负荷值；通过光热机组满足剩余负荷值，获取设定时间段内的风电预测出力和光伏预测出力，根据风电预测出力和光伏预测出力，构建互补发电系统年净收益最大目标函数，获得设定时间段内的光热机组出力。
6、进一步的，互补发电系统容量优化配置模型的净负荷计算公式为：
7、；
8、其中为互补发电系统在t时段的净负荷；为互补发电系统在t时段的负荷大小；为风力发电系统在t时段输出功率；为光伏发电系统在t时段输出功率；为光热电站在t时段的输出功率。
9、进一步的，互补发电系统容量优化配置模型的净收益计算公式为：
10、；
11、式中：为互补发电系统的净收益；为互补发电系统的综合收益；为互补发电系统等时间值下的总投资成本；为互补发电系统运维成本；为互补发电系统折旧成本；
12、；
13、式中：为系统的售电价格；为系统在t时段的发电总功率；为单位时段时长；
14、；
15、式中：为折现率；为系统运行年限；、、分别为风电电站、光伏电站、光热电站的投资成本，计算公式如下：
16、；
17、式中：为风电场装机容量；为风力发电单位装机投资成本；为光伏电站装机容量；为光伏发电单位装机投资成本；为光热电站装机容量；为光热发电单位装机投资成本。
18、进一步的，互补发电系统的成本包括运维成本和折旧成本，计算公式为：；
19、式中：为系统运维成本；为系统等时间值下的总投资成本；为系统折旧成本；为系统运维成本系数；为系统残值系数；为系统运行年限。
20、进一步的，根据光辐照度-功率输出建立光伏发电模型及约束如下式所示：
21、，
22、其中为光伏发电系统在t时段输出功率，为光伏站在t时段的理论归一化出力，为光伏电站装机容量，为光伏板的数量，为单块光伏板面积，为斜面上总辐照，表示光伏发电系统效率，为逆变器效率，为降额因子。
23、进一步的，根据功率-风速公式建立风电发电模型及约束如下式所示：
24、；
25、其中为风力发电系统在t时段输出功率，为风电系统在t时段的理论归一化出力，为风电系统装机容量，为风速，为切入风速，为额定风速。
26、进一步的，光热电站模型及约束如下式所示：
27、，
28、式中为塔式镜场在t时段收集到的热量，为光热转换效率，为镜场总面积，为t时间段内光照辐射强度，为t时段弃热量，为储热罐在t时段内所储存热熔盐的热量变化量，为t时段从镜场到汽轮机热量调节系数，为t时段从储热装置到汽轮机热量调节系数，为t时段油盐热量转换时的能量损耗，为储热装置在t时段流出的热量；为储热罐在t时段的热量损耗，为热罐在t时段传递到汽轮机的热量，为储热管在t时段流出的热量，为t时段油水转换过程的热量损耗，为t时段盐油热量转换时的热量损耗，为光热电站中汽轮机组在t时段的输出功率，为汽轮机组的内效率，为汽轮机组的机械效率，为汽轮机组的发电效率，为光热电站在t时段的运行状态，为光热电站装机容量，为光热电站的出力下限，为光热电站的出力上限，为光热电站储热系统最小储热容量，为光热电站储热系统最大储热容量。
29、进一步的，互补发电系统模型及约束如下式所示：
30、，
31、其中为互补发电系统在t时段的发电总功率；为互补发电系统在t时段的发电总功率下限；为互补发电系统在t时段的发电总功率上限；为风力发电系统在t时段输出功率；为光伏发电系统在t时段输出功率；为光热电站在t时段的输出功率。
32、进一步的，通过软件cplex对互补发电系统容量优化配置模型的最大化收益和最优负荷能力进行求解。
33、本发明的有益效果：本发明通过对光热电站内部能量流动进行分析，建立光热电站发电模型，并在此基础上构建风电-光伏-光热互补发电模型。基于风电光伏发电系统的出力模型对日内风光出力进行预测模拟，构建剩余负荷峰谷差最小目标函数，光热机组满足剩余负荷值。通过制定优化运行调度策略，考虑风光等新能源消纳程度、净负荷波动程度以及电力系统综合收益等因素，以实现最大化收益和最优负荷能力的目标。获取了风电站、光伏电站和光热电站的全年逐时段理论出力数据以及各设备的电源装机容量、运行参数和经济性参数，对预先构建的多能互补发电系统容量优化配置模型进行求解，提供了科学全面、适用性强的协调优化配置方法。
1.一种风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：互补发电系统容量优化配置模型的净负荷计算公式为：
3.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：互补发电系统容量优化配置模型的净收益计算公式为：
4.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：互补发电系统的成本包括运维成本和折旧成本，计算公式为： ；
5.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：根据光辐照度-功率输出建立光伏发电模型及约束如下式所示：
6.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：根据功率-风速公式建立风电发电模型及约束如下式所示：
7.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：光热电站模型及约束如下式所示：
8.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：互补发电系统模型及约束如下式所示：
9.根据权利要求1所述的风电-光伏-光热互补发电系统的容量优化配置方法，其特征在于：通过软件cplex对互补发电系统容量优化配置模型的最大化收益和最优负荷能力进行求解。
