2.5.1　源源互补优化方法

风能和太阳能的变化趋势在时间上具有天然的互补性。白天光伏发电系统正常工作，但是风电出力较小；夜晚光伏发电停止工作，但是风电出力较大；阳光充足的时候光伏发电出力增大，风电出力偏小；而阴雨天气时光伏发电出力减小，风电出力增大。利用风电和光伏互补发电方式，可以有效提高系统供电可靠性。同样，风电和水电在时间上也呈现出互补特性。我国风电出力的总体季节性特征为冬季和春季最大、夏季最小，然而我国降水主要集中在夏季，水电出力的变化是夏季最大，冬季最小，风电和水电互济，这样既充分利用了风电资源，也可以提高水电的调峰能力。具有调峰能力的火电机组能够通过启停调峰和压出力调峰来应对风电和光伏功率的波动，减小负荷峰谷差，风电、光伏、火电互补也能在一定程度上平滑并网的风电和光伏曲线。由此可见，通过源源互补可以弥补单一可再生能源易受地域、环境、气象等因素影响的缺点，并利用多种能源的相关性、广域互补性和平滑效应来克服单一新能源固有的随机性和波动性缺点，从而有效提高可再生能源的利用率，减少电网旋转备用，增强系统的自动调节能力。

在风电和光伏互补混合供电系统容量配置中，考虑了地理位置、每小时风速、日照、负荷变化、风速模型，特别是光伏太阳能板倾角选择与风速、负荷有关，使风能和太阳能具有良好的互补性，能够在满足独立供电系统基本性能指标的前提下，使系统投资、运行、可靠性等综合成本最小[4]。目标函数如下：

其中，Ctotal为系统总成本；Cw、Cs、Cb、Cr分别为风电总成本、光电总成本、储能电池总成本和计及供电可靠性的系统电量损失总成本。

下面介绍约束条件。

① 风机数量、光伏数量、储能电池数量约束条件分别为：

其中，Nw,max、Ns,max、Nb,max分别为满足用户负荷需求所需要的风机、光伏和储能电池个数。

② 光伏太阳能板倾角约束条件为：

③ 储能电池电量变化约束条件为：

其中，Pb为每小时内电池电量的变化量；Pb,cap,max为电池每小时所规定的电量最大变化量；Pb,min为电池最小电量；Pb,max为电池最大电量。