Page 10 - 中国仿真学会通讯
P. 10
２ 综合能源系统物理及经济性建模
２ １ 独立型设备单元建模
２ １ １ 独立型电力设备单元建模
综合能源系统中的独立型电力设备单元主要包括光伏 ＤＧ、 输配电网络、 储能电池等， 此类
设备只生产、 传输、 存储电能， 是综合能源系统重要的组成部分［８－９］ 。
１） 光伏 ＤＧ 模型。
光伏 ＤＧ 的物理模型［１０］ 通常表示为
ＰＰＶ ＝ ξ ｃｏｓθηｍＡｐηｐ （１）
式中： ξ 表示当地的光照辐射强度； θ 表示光照在太阳能电板的入射角度； ηｍ 表示 ＭＰＰＴ 控制器
的效率， 主要受工作温度影响； Ａｐ 表示太阳能电池板的面积； ηｐ 表示太阳能电池板的效率［１１］ 。
同时， 光伏 ＤＧ 的经济性模型可概括为
ＣＰＶ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｉｎｓ ＋ Ｃｏｐｅ （２）
ＰＶ ＰＶ ＰＶ
ＢＰＶ ＝ Ｅ ｐｏｎ ｏｎ ＋ Ｅ ｐｓｅ ｓｅ ＋ Ｅ ｃｏｎｓ ｐ ｔ （３）
ＰＶ ＰＶ ＰＶ ＰＶ ＰＶ
式中： ＣＰＶ表示光伏 ＤＧ 的成本项， 包含初始投资成本 Ｃｉｎｖ 、 安装成本 Ｃｉｎｓ 和运维成本 Ｃ ｏｐｅ ； ＢＰＶ 表
ＰＶ ＰＶ ＰＶ
示光伏 ＤＧ 的收益项， 包含发电上网收益（ 即上网电量 Ｅｏｎ 乘以上网电价 ｐｏｎ 、 卖电收益（ 即交易
ＰＶ ＰＶ
电量 Ｅ ｓｅ 和交易电价 ｐ ｓｅ 的乘积） 以及节约的购电成本（ 即自发自用电量 Ｅｃｏｎｓ 乘以购电电价 ｐｔ ） 。
ＰＶ ＰＶ ＰＶ
２） 输配电网络模型。
输配电网络传输电力的物理模型通常由下式［１２－１３］ 表示
ＰＬ ＝ ＵＬＩ ＝ ＰＬ０（１ － ηＬ） ＝ ＵＬ０ Ｉ（１ － ηＬ） （４）
式中： ＰＬ 表示流经输配电网络后的输出功率， 等于输出端电压 ＵＬ 乘以工作电流 Ｉ； ＰＬ０ 表示输配
电网络的输入功率， 等于输入端电压 ＵＬ０乘以工作电流 Ｉ； ηＬ 表示网络损耗， 包含线路损耗和变
电站损耗。 同时， 输配电网络的经济性模型可概括为
ＣＥＬ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｏｐｅ ＋ Ｃｏｐｅ （５）
ＥＬ ｓｕｂ ＥＬ ｓｕｂ
ＢＥＬ ＝ ＥＥＬ ｐＥＬ （６）
式中： Ｃ ＥＬ 表示输配电网络的成本项， 主要包含线路的投资成本 Ｃ ｉｎｖ 、 运维成本 Ｃｏｐｅ 以及变电站的
ＥＬ ＥＬ
投资成本 Ｃｉｎｖ 和运维成本 Ｃｏｐｅ ； Ｂ ＥＬ 表示输配电网络的收益项， 等于输配电量 ＥＥＬ和输配电价 ｐＥＬ的
ｓｕｂ ｓｕｂ
乘积。
３） 储能电池模型。
储能电池典型的物理模型［１１］ 为
Ｓｏｃ（ ｔ） ＝ （１ － δΔｔ） Ｓ ｏｃ（ ｔ０ ） æ Ｐ ηｃｈ － ｐｄｉｓ ö Δｔ （７）
ç ｃｈ ÷
ηｄｉｓ ø
è
式中： Ｓｏｃ（ｔ）和 Ｓｏｃ（ｔ０）分别表示储能电池在 ｔ 和 ｔ０ 时刻的剩余电量； δ 表示储能电池的自放电率，
单位为％ ／ ｈ； Δｔ 表示 ｔ０ 到 ｔ 的时间跨度； Ｐｃｈ和 Ｐｄｉｓ分别表示储能电池的充放电功率； ηｃｈ和 ηｄｉｓ分
别表示储能电池的充放电效率。 同时， 储能电池的经济性模型可概括为
Ｃ ＳＴＥ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｉｎｓ ＋ Ｃｏｐｅ ＋ Ｃｃｈ （８）
ＳＴＥ ＳＴＥ ＳＴＥ ＳＴＥ
Ｂ ＳＴＥ ＝ Ｅ ｐｄｉｓ ｄｉｓ （９）
ＳＴＥ ｔ
式中： Ｃ ＳＴＥ 表示储能电池的成本项， 包含储能电池的初始投资成本 Ｃ ｉｎｖ 、 安装成本 Ｃｉｎｓ 、 运维成
ＳＴＥ ＳＴＥ
本 Ｃ ｏｐｅ 以及充放电成 本 Ｃ ｃｈ ， 充放电成本等于储能电池额充放电量乘以充电当时的电力价格；
ＳＴＥ ＳＴＥ
Ｂ ＳＴＥ 表示储能电池的收益项， 等于电池的放电电量 Ｅ ｄｉｓ 乘以放电当时的电力价格 ｐ ｄｉｓ 。
ＳＴＥ ｔ
０６
