1.一种风光水火储系统的多能容量优化配置方法,其特征在于,该配置方法包括:以成本C最小、负荷缺电率D LE 最小、风光总发电量f P 最大为目标,分别建立相应的三个子目标f 1 、f 2 、f 3 ;其中,f 1 =C,f 2 =D LE ,f 3 =-f P ;分别对三个子目标f 1 、f 2 、f 3 进行min-max归一化处理,然后线性加权求和,得到单目标函数min F:min F=λ 1 f 1 '+λ 2 f 2 '+λ 3 f 3 '其中,f 1 '、f 2 '、f 3 '分别为成本、负荷缺电率、风光出力的归一化值;f 1.max 、f 2.max 、f 3.max 分别为成本、负荷缺电率、风光总发电量的最大值;f 1.min 、f 2.min 、f 3.min 分别为成本、负荷缺电率、风光总发电量的最小值;λ 1 、λ 2 、λ 3 分别为成本、负荷缺电率、风光总发电量的权重系数,λ 1 +λ 2 +λ 3 =1;基于多能互补特性及预设运行策略,以及预设约束条件和所述单目标函数min F,构建多能容量优化配置模型;在水电总容量固定不变的前提下,通过遗传算法搜索求解所述多能容量优化配置模型的最优的风机数量、光伏阵列数量、火电机组数量和储能电池数量;将最优解代入各子目标最小值、最大值的计算公式,计算结果用于风光火储能的容量优化配置;其中,所述预设运行策略包括:以最大化风光出力为目标,需要水火储参与调节时,按照水电、火电和储能的顺序依次出力,具体为:第一种、时间互补特性风光出力之和小于负荷需求此时,由于风光出力之和未达到负荷需求,考虑到具备一定的水库库容的水电站具有良好的调节能力,优先通过调节水电站库容的方法提高各水电机组出力,从而补充负荷需求的差值;如果增加水电站出力后仍不能达到负荷需求,又由于火电机组有较好的调峰能力,则顺序利用火电机组进一步补偿此时负荷需求的差值;如果火电站参与调节后也仍无法达到负荷需求,且此时储能电池仍有剩余电能,则启动具备快速响应能力的储能电池参与调节以补充剩余的负荷需求差值,储能电池将处于放电状态;为保证储能电池的寿命和安全性,当储能电池荷电状态SOC在放电过程中达到最小值时,储能电池放电过程将终止;第二种、时间互补特性风光出力之和大于负荷需求此时,由于风光出力之和已达到负荷需求,则分别调节水电站和火电机组,使水火出力均控制在维持水电站和火电机组正常运行的最低出力;若此时的储能电池还未达到满电状态,为降低系统的能源浪费,利用多余的能量对储能电池进行充电,即将多余的电能储存在储能电池中,使储能电池处于充电状态;在此过程中,需要检测储能电池的工作状态;当储能电池荷电状态SOC在充电过程中达到最大值时,终止储能电池充电。
2.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,所述遗传算法经过一定代数的搜索后,子目标的最小值、最大值将不再更新,将最后一代的结果作为最优值输出。
3.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于:min C=C 1 +C 2 +C 3 ,C 1 为系统固定投资成本,C 2 为系统运行维护成本,C 3 为火电燃料成本;C 1 =C w N w S w +C pv N pv S pv +C bat N bat +C h N h S h式中:N w 、N pv 、N s 、N h 、N bat 分别为风机、光伏阵列、水电站、火电机组和储能电池的数量;C w 、C pv 、C h 分别为风机、光伏阵列和火电机组单位容量投资成本;C bat 为储能电池单价;S w 、S pv 、S h 分别为风机、光伏阵列和火电机组总容量;C′ w 、C′ pv 、C′ s 、C′ h 、C′ bat 分别为风机、光伏阵列、水电、火电和储能单位发电量运行维护成本;P w (t)、P pv (t)、P h (t)分别为单台风机、单位光伏阵列、单台火电机组t时刻输出功率;P s.sum (t)为全部水电t时刻输出功率;P bat (t)为单位储能电池t时刻输出、输入功率;T为运行周期时段数;D(t)为单位火电机组t时间的煤耗量;C" h 为单位煤耗成本。
4.如权利要求3所述的配置方法,其特征在于:式中:E L 为T时间内负荷总消耗电量,P LE (t)为t时刻负荷缺电功率;
5.如权利要求3所述的配置方法,其特征在于,所述预设约束条件包括:(1)功率平衡约束与电池荷电状态约束当风光水火总出力之和达到负荷需求时,N bat P bat (t)=N w P w (t)+N pv P pv (t)+P s.sum (t)+N h P h (t)-P L (t)式中,P L (t)为t时刻负荷需求功率;当风光水火总出力之和仍未达到负荷需求时,N bat P bat (t)=-N w P w (t)-N pv P pv (t)-P s.sum (t)-N h P h (t)+P L (t)并且,储能电池荷电状态SOC需满足0.25≤SOC≤0.9;(2)能源浪费率约束式中P WE (t)为t时刻能源浪费功率;(3)各能源数量约束式中N w.min 、N pv.min 、N h.min 、N bat.min 分别为风机、光伏阵列、火电机组和储能电池的最小允许数;N w.max 、N pv.max 、N h.max 、N bat.max 分别为风机、光伏阵列、火电机组和储能电池的最大允许数;(4)水电出力约束与火电出力约束P s.min ≤P s (t)≤P s.max式中D h 、U h 分别为单台火电机组出力的上升速率、下降速率,P s.min 、P h.min 分别为单位水电和单台火电机组的最小允许出力,P s.max 、P h.max 分别为单位水电和单台火电机组的最大允许出力。