(19)中华 人民共和国 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 202111436102.4 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 国网宁夏电力有限公司经济技 术研 究院 地址 750004 宁夏回族自治区银川市金凤 区后海路与凤舞街交叉口国家电网 CBD大楼 申请人 国网宁夏电力有限公司 　 中国电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 蒙金有　项丽　李驰　杨文华　 张金平　周宗川　黄越辉　葛鹏江　 李湃　田星　郭琳润　申雅茹　 (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 代理人 崔自京(51)Int.Cl. H02J 3/28(2006.01) H02J 3/32(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种多能互补综合能源系统中电-热储能的 容量配置方法 (57)摘要 本发明公开了一种多能互补综合能源系统 中电‑热储能的容量配置方法， 包括： 搜集多能互 补综合能源系统中， 风电、 光伏电站各自的历史 归一化出力数据， 以及光热电站集热器的理论输 出热量序列和负荷历史数据； 获取风电场、 光伏 电站、 光热电站各自的装机容量； 确定电、 热储能 的单位装机容量建设成本； 建立多能互补综合能 源系统中电 ‑热储能的容量优化模型， 以出力数 据、 热量序列、 负荷历史数据和装机容量作为约 束条件； 根据时序生产模拟计算， 得出最优的储 能电池配置、 电加热设备容量、 储热罐需增装容 量。 该方法综合考虑因素较多， 输出的最优储能 电池配置、 电加热设备容量、 储热罐需增装容量， 进一步可提高综合能源系统的新能源利用率。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114156920 A 2022.03.08 CN 114156920 A 1.一种多能互补综合能源系统中电 ‑热储能的容 量配置方法， 其特 征在于， 包括： 搜集步骤： 搜集多能互补综合能源系统中， 风电、 光伏电站各自的历史归一化出力数 据， 以及光热电站集热器的理论输出 热量序列和负荷历史数据； 获取步骤： 获取多能互补综合能源系统中风电场、 光伏电站、 光热电站各自的装机容 量； 确定步骤： 确定多能互补综合能源系统中电、 热储能的单位装机容 量建设成本； 构建步骤： 基于单位装机容量建设成本， 建立多能互补综合能源系统中电 ‑热储能的容 量优化模型， 以所述出力数据、 热量序列、 负荷历史数据和装机容 量作为约束条件； 输出配置步骤： 根据时序生产模拟计算， 通过优化求解所述多能互补综合能源系统中 电‑热储能的容量优化模型， 得出最优的储能电池配置、 电加热设备容量、 储热罐需增装容 量。 2.根据权利要求1所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述搜集步骤中， 出力 数据包括： 搜集时间长度为1年， 时间分辨率为15min的风 电、 光伏电站的历史归一 化处理数据。 3.根据权利要求2所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述获取步骤中， 还 包括： 获取系统中的光热电站， 年利用小时、 所配置的储热罐容量、 光热电站的电热转换效 率； 获取系统中的电储能装置的电池充放电效率； 获取系统中的热储能装置电热转换效率。 4.根据权利要求2所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述确定步骤中， 电、 热储能的单位装机容量建设成本， 包括： 电储能装置电池的 单位容量成本、 电加热设备的单位 容量成本以及储热 罐的单位 容量成本。 5.根据权利要求4所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述构建步骤中， 多能互补综合能源系统中电 ‑热储能的容 量优化模型为： min(KS·NPS+KH·ΔH+KPH·MPH)       (1) 式中， NPS、 ΔH和MPH分别为储能电池 容量、 储热罐增加容量以及电加热设备的额定容量； KS为电储能装置电池的单位容量成本； KPH为电加热设备的单位容量成本； KH为储热罐的单 位容量成本。 6.根据权利要求5所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述构建步骤中， 所述约束条件 包括： 1)风电功率约束： 式中， 为风电的归一化理论功率， t为时间； NW为风电场的装机容量； PW为风电的历 史归一化出力数据； 2)光伏发电功率约束： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114156920 A 2式中， 为光伏的归一化理论功率， t为 时间； NPV为光伏电站的装机容量； PPV为光伏 电站的历史归一 化出力数据。 7.根据权利要求6所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述约束条件 还包括： 3)功率平衡约束： 整个多能互补能源系统里包含风电、 光伏、 光热、 电储能、 热储能还有负荷， 系统与交流 电网相联， 输出功率应小于 外送通道容 量： PW(t)+PPV(t)+PST(t)‑PPS(t)‑PPH(t)‑PL(t)≤L     (4) 式中， PST(t)为光热电站的功率、 PPS(t)为电储能的功率， 正值为充电， 负值为放电， PPH (t)为电加热设备的输出功率， PL(t)为负荷历史数据， L 为通道容量。 8.根据权利要求7所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述约束条件 还包括： 4)储能SOC约束， 为能量型约束： EPS(t)＝EPS(t‑1)(1‑μPS)+ΔT·ηPS·PPS(t)      (5) 式中， EPS(t)为电储能的电量， ΔT为时间长度， μPS为自放电率， ηPS为电储能的充放电效 率， 和 为SOC状态变量的最小值和最大值； 5)储能电池充放电功率约束： ‑MI≤PPS(t)≤MI      (9) 式中， MI为电储能装置中逆变 器的额定容 量。 9.根据权利要求8所述的一种 多能互补综合 能源系统中电 ‑热储能的容量配置方法， 其 特征在于： 所述约束条件 还包括： 6)光热电站 功率约束： 0≤PST(t)≤NST       (11) 式中， PST(t)为光热电站的发电功率， 和 分别为光热电站的最小和最大出力； NST为热储能装置电热转换效率； XST(t)为0‑1变量， 表示 光热电站是否处于发电状态； 7)电加热设备功率约束： HPH(t)＝ ηPH·PPH(t)        (12) 0≤PPH(t)≤MPH       (13) 式中， HPH(t)为电加热设备的热功率， ηPH为电加热设备的电热转换效率； 8)储热系统储热量约束： EST(t)＝EST(t‑1)+ΔT·HO(t)+ΔT·HPH(t)‑ΔT·PST(t)·fST(PST(t))     (14)权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114156920 A 3