独立光伏-霍克蓄电池储能抽水系统的多准则决策优化

为了进步光伏（PV）使用率并保持高水进步流量（WLLR），本研讨提出了一种独立式PV-电池储能（BES）抽水体系的优化容量装备模型。该模型旨在最大化年均匀WLLR，一起最小化年均匀弃电率（PAR）和BES额定功率。经过以Lijiazhuang泵站为事例进行功能评估和灵敏度剖析，验证了该模型的可行性。优化过程考虑了BES充放电循环过程中发生的能量丢失。在最佳PV和BES装备下，对日均匀WLLR和日均匀PAR等关键运转参数进行了剖析。灵敏度剖析进一步探讨了初始荷电状态、充电深度（DoC）和放电深度（DoD）对体系功能的影响。结果标明，最佳装备包含3000 kW的PV设备和1900 kW的BES单元。该装备完成了0.287 m³/s的年均匀WLLR和2.19%的年均匀PAR。在此条件下，泵站每天启动中止6次，出现此形式的天数占全年的78.90%。此外，超越88%的运转时间中，水泵和泵站的功率保持在70%以上。研讨证实，年均匀PAR对BES的DoC和DoD变化较为敏感。这些发现供给了一个p

引言

人口增长以及工业和农业活动的扩张推动了水资源需求的添加，这使得布置抽水体系以保持不间断的供水成为必要，并间接导致动力消耗明显添加[1]。依靠化石燃料发电会发生很多的温室气体排放，加剧气候变化和极点天气现象[2,3]，尤其是全球变暖[4]。在碳达峰和碳中和方针的驱动下，中国政府提出了革新性策略，旨在树立一个以可再生动力（RESs）为中心的电力体系[5]。值得注意的是，动力费用占水务服务运营成本的一半以上[6]。因而，进步其动力功率对于降低动力消耗至关重要[7,8]。跟着减排方针日益明确[9]，人们的注意力越来越多地转向由可再生动力驱动的提水体系，这为传统的基于化石燃料的体系供给了一种可行的代替计划[10]。跟着可再生动力装机容量的持续添加[[11], [12], [13]]，整合更大规划的电池储能（BES）对于增强电网吸收和使用间歇功动力的能力变得至关重要[14]。因而，优化PV-BES集成抽水站的装备至关重要。
现有文献首要会集在运转剖析[[15], [16], [17]]、优化运转[[18], [19], [20], [21]]以及容量装备[22,23]。Tchudjo等[24]对PV和柴油泵的碳排放进行了实验比照，证明了PV泵具有明显优势。Aliyu等[25]全面总述了PV抽水体系，涵盖研讨进展、组件选择及应用领域。Zhou等[26]引进负荷丢失概率和抽水系数作为功能点评指标。Rumbayan等[27]将智能水办理技能与PV泵体系相结合，以保证稳定供水并优化资源使用。前期研讨首要关注满足泵负荷并经过储能体系吸收多余电量[28]。Teissemo等[29]和Garrido-Sarasol等[30]标明，经过添加储能体系能够进步PV抽水站的功能。Soenen等[31]比较了水箱与电池作为储能体系的功能差异。总而言之，添加储能体系带来了诸多改善，但储能体系的最优装备及其对抽水站的运转影响仍需进一步研讨。在优化运转方面，Zhao等[12]、Al-Omari等[32]、Ahmed和Demirci[33]以及Muhsen等[34]采用了多方针优化准则以保证稳定的w
本研讨提出了一种用于确认独立PV-BES水泵体系中最佳PV装机容量和BES额定功率的多准则决策优化结构，并引进了两项核心创新：（1）提出了一种新的PV-BES-pump协同运转策略；（2）构建了一个新的多方针容量优化模型，并将BES充放电期间的能量丢失归入该模型的弃电方针中。最终，依据事例数据进行了具体研讨：确认了最佳装备，评估了体系功能，并进行了灵敏度剖析。