(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210923499.8 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 国网甘肃省电力公司经济技 术研究 院 地址 730050 甘肃省兰州市七里河区西津 东路628号 申请人 兰州理工大 学 (72)发明人 徐敏　白望望　崔炎　冯智慧　 王涛　贾春蓉　张洪源　张耀忠　 陈宝奇　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超(51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种联合发电系统中光热电站储热容量优 化配置方法 (57)摘要 本发明公开了一种联合发电系统中光热电 站储热容量优化配置方法， 该方法包括： 针对光 伏出力预测和负荷预测的不确定性， 采用场景分 析法获取出现概率最大的光伏出力预测值和负 荷预测值； 建立光热电站储热容量两阶段优化配 置模型； 在第一阶段中， 以光热电站综合投资成 本最低为优化目标， 求解得到最优光热电站镜场 面积和储热系统最大储热容量； 在第二阶段中， 以联合发电系统的经济效益最大和电能供需差 波动最小作为优化目标， 结合获得的光伏出力预 测值和负荷预测值及最优镜场面积与最大储热 容量、 计算得到每个时段最优的储热量； 通过本 方法可以最大化地平抑电能供需差的波动， 提高 整个系统的运行效益。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 115276088 A 2022.11.01 CN 115276088 A 1.一种联合发电系统中光热电站储热容 量优化配置方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 针对光伏出力预测和负荷预测的不确定性， 采用场景分析法获得出现概率最大的 光伏出力预测值和负荷预测值； S2、 建立光热电站储热容 量两阶段优化配置模型； S3、 基于光热电站储热容量两阶段优化配置模型， 在第一阶段中， 建立光热电站综合投 资成本最低的目标函数， 求解得到最优太阳倍数与储热时间， 结合光热电站的太阳倍数模 型与储热时间模型， 进 而得到光热电站的最优镜场面积与储热系统的最大储热容 量； S4、 在第二阶段中， 建立联合发电系统的经济效益最大的目标函数和电能供需差波动 最小的目标函数， 结合场景分析法获得的光伏出力预测值和负荷预测值以及第一阶段求得 的所述最优镜场面积与所述 最大储热容 量， 计算得到每 个时段最优的储热量。 2.根据权利要求1所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特 征在于， 所述步骤S1中， 所述采用场景分析法获取出现概率最大 的光伏出力预测值和负荷 预测值， 具体为： 构建光伏出力预测误差和负荷预测误差的概 率密度函数； 根据所述概率密度函数， 采用拉丁超立方抽 样的方法来生成光伏出力预测及负荷预测 的初始场景； 采用k‑means算法将生成的所述初始场景进行缩减， 获得出现概率最大的光伏出力预 测值和负荷预测值。 3.根据权利要求2所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3中， 所述 光热电站综合投资成本最低的目标函数为： minf1＝FSF+FTES+FPB 式中， f1为光热电站综合投资成本折现值； FSF为集热系统投资成本折现值； FTES为储热 系统投资成本折现值； FPB为发电系统 投资成本折现值； 具体表达式如下： FSF＝CSFSMδCRF(r,n) FTES＝CTEShTESδCRF(r,n) FPB＝CPBPCSP 式中， CSF为光热电站太阳倍数投资成本； SM为光热电站太阳倍数； CTES为光热电站储热 时间投资 成本， hTES为光热电站储热时间； CPB为光热电站发电系统单位容量投资 成本； PCSP为 光热电站额定容 量； δCRF(r,n)为等年值折算系数； r为贴现率； n 为光热电站运行年限； 通过求解所述综合投资成本最低的目标函数， 确定最优FSF与FTES； 根据所述 最优FSF与FTES， 确定光热电站的最优太阳倍数SM与储热时间hTES。 4.根据权利要求3所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特 征在于， 所述步骤S3中， 所述光热电站的最优镜场面积与储热系统的最大储热容量的获取 过程具体为： 将所述最优太 阳倍数SM与储热时间hTES分别带入太 阳倍数模型与储热时间模型中， 求解 得到光热电站的最优镜场面积与储热系统的最大储热容 量。 5.根据权利要求4所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115276088 A 2征在于， 所述太阳倍数模型为： 式中， SM为太阳倍数； SSF为镜场面积； IDNI为标准工况下太阳直接辐射强度； ηPB为发电系 统热电转换效率； ηSF为集热系统光热转换效率； PCSP为光热电站额定 输出功率； 所述储热时间模型为： 式中， hTES为储热时间； ηdis为储热系统放热效率； 为储热系统最大储热容 量。 6.根据权利要求5所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特 征在于， 所述 步骤S4中， 所述联合发电系统的经济效益 最大的目标函数为： maxf2＝F1+F2‑F3‑F4 式中， f2表示联合系统运行效益； F1表示联合系统市场售电效益； F2表示联合系统并网 环境效益； F3表示光伏弃光 惩罚成本； F4表示联合系统运行维护成本； 具体表达式如下： 式中， T表示调度时段； 表示t时刻市场售电的分时电价； Cprice为光热电站市场售电 电价； Ptpv、 Ptcsp分别表示t时刻光伏、 光热实际出力； Kpv、 Kcsp分别表示光伏、 光热并网环境效 益系数； 表示光伏弃光惩罚成本系数； Cpv、 CTES和CPB分别表示光伏、 光热电站储热系统 和光热电站发电系统运维成本系数。 7.根据权利要求6所述的一种联合发电系统中光热电站储热容量优化配置方法， 其特 征在于， 所述步骤S4中， 所述电能供需差波动最小的目标函数， 由等效负荷方差最小的目标 函数来表示， 具体为： Plt＝PLt‑Ptpv‑Ptcsp 式中， f3表示等效负荷方差； Plt表示t时刻等效负荷值； Plt.av表示t时刻等效负荷平均 值； PLt表示t时刻负荷预测值； T表示调度时段。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115276088 A 3