面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法及其相关装置与流程

本发明涉及电力，具体是一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法及其相关装置。

背景技术：

1、在双碳目标下，构建以新能源为主体的新型电力系统，是未来电力系统发展的趋势。但高比例新能源接入电网，其出力的波动性和随机性也给电网的稳定安全运行带来挑战。因此为了提高对可再生能源的消纳水平，增加电力系统的调节能力，增加储能设备是解决当前问题的重要手段。

2、然而储能类型和设备的差异性在传统储能优化配置问题中未被充分考虑。例如，抽水蓄能是当前技术最成熟、最具大规模开发的储能设备，新能源联合抽水蓄能是推动实现双碳目标的最理想电源组合。而熔盐储能作为一种新型储能形式，具有调峰的特性，可以实现削峰填谷的作用。因此在电网规划设计中，选择适当类型和最优成本的储能系统配置，以满足技术和经济要求，并通过合理优化不同储能配置，节约投资成本，实现新能源消纳的最大化。

3、目前缺乏熔盐储能在含有高比例新能源系统规划问题上的重视与相关研究，在储能类型方面尚未全面考虑，并未充分利用某些地区可建设抽水蓄能的优势来实现新能源的消纳。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法及其相关装置，通过构建规划-调度双层协同优化模型，通过非占优排序遗传算法nsga-ⅱ求解抽蓄-熔盐混合系统的容量配置问题，在一定程度上解决了传统储能配置不合理的问题，降低了系统投资总成本，提高了新能源的消纳能力。

2、本发明采用的技术方案：一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，包括以下步骤：

3、步骤1：获取风光火蓄的系统数据，包括：规划地区的风光资源数据、负荷数据、火电机组的装机容量、各类机组的运行参数、各类机组的成本数据；

4、步骤2：基于抽水蓄能电站，熔盐储能系统，以最小化系统运行成本和最大化新能源出力为优化目标，构建面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的优化调度模型；

5、步骤3：以步骤2中构建的面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的优化调度模型为基础，基于风光火蓄的系统数据，得到优化调度结果；

6、步骤4：以步骤3得到的调度结果作为规划模型的目标函数，以最小化平准化度电成本和最小化综合经济效益为优化目标，考虑抽蓄装机容量约束，熔盐系统储热时长约束，构建面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的规划模型；

7、步骤5：基于面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的规划模型，得到储能容量配置；

8、步骤6：将抽水蓄电站的装机容量以及熔盐系统的储热时长作为两个决策变量，利用非占优排序遗传算法nsga-ⅱ求解储能容量配置，输出pareto前沿；

9、步骤7：以步骤6得到的pareto前沿，通过nash谈判给出容量配比参考最优解。

10、优选的，步骤2中，所述熔盐储能系统包括储热装置和发电装置，所述面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的优化调度模型包括熔盐储能机组模型和抽水蓄能机组模型，所述熔盐储能机组模型包括：热能平衡约束、储热环节约束和发电环节约束；所述抽水蓄能机组包括：上下水库容量约束、发电环节约束、机组启停约束。

11、优选的，步骤2中，所述优化调度结果包括：各机组出力数据，新能源消纳电量。

12、优选的，步骤5中，储能容量配置包括：抽水蓄能电站装机容量，熔盐系统储热时长。

13、优选的，步骤6中，非占优排序遗传算法流程包括：

14、s1：算法参数设置：种群规模n，最大迭代次数m，决策变量上下界，交叉系统，变异概率；并进行种群初始化

15、s2：进行交叉操作和变异操作；

16、s3：检验交叉变异操作生成的n个子代个体是否越界，对越界个体进行修正；

17、s4：将子代个体与父代个体混合生成2n种群，对2n种群中个体根据pareto占优原则进行快速非占优排序，计算每个个体的排序等级，并计算个体的拥挤距离；

18、s5：将2n种群中的个体按照拥挤距离降序进行排序，然后按照排序等级升序进行排序，选取前n个个体作为新的父代个体继续进行迭代；

19、s6：判断是否达到算法设置的最大迭代次数，若达到则输出pareto前沿，若未达到则返回步骤s2继续迭代，改善种群。

20、一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置系统，包括：

21、数据获取模块：用于获取风光火蓄的系统数据，包括：规划地区的风光资源数据、负荷数据、火电机组的装机容量、各类机组的运行参数、各类机组的成本数据；

22、调度层：用于构建面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的优化调度模型；

23、规划层：用于构建面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的规划模型；

24、结果输出模块：用于输出储能容量优化配置。

25、一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的步骤。

26、一种可读存储介质，所述可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实现面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的程序，所述实现面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的程序被处理器执行以实现上述的面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的步骤。

27、本发明的有益效果：本发明提供一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，该方法通过构建规划-调度双层协同优化模型，通过非占优排序遗传算法nsga-ⅱ求解抽蓄-熔盐混合系统的容量配置问题，在一定程度上解决了传统储能配置不合理的问题，降低了系统投资总成本，该方法可以有效提升系统的可再生能源的消纳能力，减少弃风弃光。

技术特征：

1.一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，其特征在于：步骤2中，所述熔盐储能系统包括储热装置和发电装置，所述面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的优化调度模型包括熔盐储能机组模型和抽水蓄能机组模型，所述熔盐储能机组模型包括：热能平衡约束、储热环节约束和发电环节约束；所述抽水蓄能机组包括：上下水库容量约束、发电环节约束、机组启停约束。

3.根据权利要求1所述的一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，其特征在于：步骤2中，所述优化调度结果包括：各机组出力数据，新能源消纳电量。

4.根据权利要求1所述的一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，其特征在于：步骤5中，储能容量配置包括：抽水蓄能电站装机容量，熔盐系统储热时长。

5.根据权利要求1所述的一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法，其特征在于：步骤6中，非占优排序遗传算法流程包括：

6.一种面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置系统，其特征在于：包括：

7.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5中任一项所述的面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的步骤。

8.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实现面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的程序，所述实现面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至5中任一项所述的面向新能源消纳的抽蓄-熔盐混合系统的容量配置方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种面向新能源消纳的抽蓄‑熔盐混合系统的容量配置方法，该方法通过构建规划‑调度双层协同优化模型，通过非占优排序遗传算法NSGA‑Ⅱ求解抽蓄‑熔盐混合系统的容量配置问题，在一定程度上解决了传统储能配置不合理的问题，降低了系统投资总成本，提高了新能源的消纳能力。

技术研发人员：王一清,高海龙,吴冲,沙倩,李毅,张宾,滕松,周钰山,苏岭东,周峰,张潇
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15