基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.200597

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 49 ›› Issue (7): 103-115.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.200597

所属专题： 2021年能源、动力与电气工程

基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法

林凌雪廖碧英管霖

华南理工大学电力学院，广东广州 510640

收稿日期:2020-10-06 修回日期:2021-01-06 出版日期:2021-07-25 发布日期:2021-07-01
通信作者: 林凌雪 ( 1979-) ，女，博士，讲师，主要从事电力系统运行和规划研究。 E-mail:linlx@scut.edu.cn
作者简介:林凌雪 ( 1979-) ，女，博士，讲师，主要从事电力系统运行和规划研究。
基金资助:
国家自然科学基金国际 ( 地区) 合作与交流项目 ( 51761145106) ; 南方电网公司科技项目 ( 037700K K52200001)

Optimal Generation Configuration Methods for Standalone Microgrids Based on Wind and Solar Resources Characteristics

LIN Lingxue LIAO Biying GUAN Lin

School of Electric Power Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2020-10-06 Revised:2021-01-06 Online:2021-07-25 Published:2021-07-01
Contact: 林凌雪 ( 1979-) ，女，博士，讲师，主要从事电力系统运行和规划研究。 E-mail:linlx@scut.edu.cn
About author:林凌雪 ( 1979-) ，女，博士，讲师，主要从事电力系统运行和规划研究。
Supported by:
Supported by the International Cooperation and Exchanges Project of the National Natural Science Foundation of China ( 51761145106)

摘要/Abstract

摘要： 随着可再生能源的广泛应用和分布式电源技术的发展，微电网在孤岛模式下独立运行的情况越来越多，对微电网建设的要求也越来越高。微电网电源规划是微电网建设的重要组成部分，需要根据不同地区的资源特性来进行电源配置。文中以 “风/光/ 储”独立微电网为背景，提出了一种基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法。建立了以年发电成本最小为目标、计及电源出力和储能电池电量等约束条件的优化模型，采用线性规划算法进行求解。考虑风光出力的随机性，利用生成对抗网络算法模拟生成风光出力场景，并采用改进的 K-中心点聚类算法对场景进行消减。为了分析风光资源特性，构建了包含风电资源、光伏资源和风光互补 3 类指标的评价体系，提出了基于熵权－复相关系数－序关系分析的主客观组合权重法，并采用模糊评价和灰色评价方法对中国 30 个省的风光资源水平进行综合评价。最后根据评价结果选取 5 个代表地区进行算例分析，结果表明，风电资源评价指标评价等级与风机配置容量占比存在对应关系，可为独立微电网电源规划提供参考。

关键词: 微电网, 电源配置, 风光资源评价指标, 综合评价方法, 场景分析法

Abstract: With the wide application of renewable energy and the development of distributed generation technology， more and more microgrids operate independently in island mode，and the requirements for microgrid construction are also higher and higher． As an important part of microgrid construction，Microgrid power planning needs to configure power according to the resource characteristics of different regions． Based on the background of“wind / photovoltaic /battery”standalone microgrids，this paper proposed an optimal power configuration method for standalone microgrids based on the characteristics of wind and solar resources． An optimization model with the objective of minimizing the annual generation cost and considering the constraints of power output and energy storage battery capacity was established and solved by linear programming algorithm． Considering the randomness of the wind and photovoltaic output，the wind and photovoltaic output scenario was simulated by the generative adversarial network algorithm，and the scene was reduced by the improved K-medoids clustering algorithm． In order to analyze the characteristics of wind and solar resources，an evaluation system including wind power resources，photovoltaic resources and wind solar complementary indicators was constructed，and the subjective and objective combination weight method based on“entropy weight-complex correlation coefficient-order relationship analysis”was proposed． Fuzzy evaluation and grey evaluation methods were used to comprehensively evaluate the level of wind and solar resources in 30 provinces of China． Finally，according to the evaluation results，five representative regions were selected for example analysis． The results show that there is a corresponding relationship between the evaluation level of wind power resource evaluation index and the proportion of wind turbine configuration capacity． The study can provide reference for the planning of standalone microgrids power supply．

Key words: microgrids, power configuration, wind and solar resources evaluation index, comprehensive evaluation method, scenario analysis method

中图分类号:

TM715

林凌雪廖碧英管霖. 基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2021, 49(7): 103-115.

LIN Lingxue LIAO Biying GUAN Lin. Optimal Generation Configuration Methods for Standalone Microgrids Based on Wind and Solar Resources Characteristics[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2021, 49(7): 103-115.

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基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法

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