多能源互补微网的综合优化配置

为解决小水电丰水期多发和枯水期少发的季节性波动问题及光伏、风电供应的短时间歇性和不稳定性问题，有效减少丰水期小水电不必要的弃水电量及风电与太阳能光伏发电的弃风与弃光电量，提高可再生能源的利用效率，使电力系统尽可能合理利用当地的自然资源发电，本文针对如何配置风电、太阳能、小水电及储能装置进行了研究。 本文通过分析水力发电、光伏发电、风力发电以及储能电池的基本原理，并建立了相应的数学模型。基于建立的数学模型，仿真分析了风、光、水、储等新能源的发电特性，结果表明：这些分布式电源具有一定的互补性。针对风光水储多能源互补系统，在离网模式下，从规划配置角度考虑以满足微网负荷需求为前提，在不同新能源相对负荷发电比下的不同新能源配比以使得储能容量最小化的综合优化配置问题，并采用遗传算法求解；最后研究在运行周期内储能用于平抑新能源出力功率波动及在并网模式下用于平抑丰水期、枯水期的联络线功率波动的容量配置，采用频谱分析法对目标输出功率特性进行分析，在不同时间尺度窗口下考虑储能系统充放电效率、SOC、经储能系统（ESS）补偿之后满足目标功率输出波动率约束下的储能最小容量优化方案。 算例验证了微网中不同新能源相对负荷发电比下，通过合理优化新能源配比可使储能容量大幅减小，以较小的储能容量配置将目标功率输出波动率降到10%以内，这一点无论对于投资项目的经济性还是供电可靠性而言都是大有裨益的，对新能源互补微网优化配置具有指导意义。