[發明專利]一種并網風儲發電系統混合儲能優化配置方法

有效

• 申請號: 202010947812.2
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112072655B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 馬超;杜睿;龐秀嵐
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/48;H02J3/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張建中

本發明公開了一種并網風儲發電系統混合儲能優化配置方法，對歷史風電輸出功率進行頻域分解，統計歷史風電輸出功率的高、低頻分量，并基于概率分布函數確定混合儲能額定功率；構建以全年成本凈現值最小和目標出力滿足率最大為目標的風電場全生命周期混合儲能容量優化模型；基于聚類算法提取風電輸出功率日典型場景，統計各典型場景的時間占比，作為風電場全生命周期混合儲能容量優化模型的輸入場景；采用多目標優化算法求解，得到最優的并網風儲發電系統混合儲能容量配置方案。本發明通過優化高低頻波動分量在混合儲能之間的分配，延長電池壽命的同時可有效提高波動平抑效果。

技術領域

本發明涉及一種，特別涉及一種并網風儲發電系統混合儲能優化配置方法。

背景技術

目前，風電有間歇性、波動性等特點，如果不受控制的功率直接注入電網，這種高頻、高幅功率波動會引起電壓波動，從而降低電網可靠性和電能質量、影響敏感的生產設備。儲能系統集成到風儲發電系統中可以消除風能相關的一些挑戰。儲能發揮著補償預測誤差、跟蹤響應、頻率控制等重要的作用，使不穩定的風能具有穩定性、高價值。現有的研究中，馬偉針對可再生能源的限電與波動情況，建立了考慮系統凈利潤和儲能荷電狀態的多目標模型，并提出運行的優化校正策略。宋子由以延長電池壽命和減小成本為綜合目標實現了的容量優化，并驗證了優化策略對儲能價格的魯棒性。龐明采用遺傳算法優化了最小化成本的風電混合儲能系統的功率和容量配置，實現了平抑波動的需求。因此，為了提高風電的輸出功率穩定性、滿足電網調度要求的靈活性，需要為風電系統配備合適的儲能裝置。依照一些特性，例如放電速率和能量、功率密度等，可將儲能裝置分為Ⅰ型功率儲能裝置和Ⅱ型能量儲能裝置兩大類，Ⅰ型功率儲能裝置適用于提供長時間低而穩定的負載，Ⅱ型能量儲能裝置適用于頻繁地充放電切換而做出短期和快速的響應。風電輸出功率波動頻率高、幅度大，單一的儲能類型很難滿足其多方面需求，如何在提高風電輸出功率穩定性的同時最大節省儲能容量配置的成本是亟待解決的問題。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種并網風儲發電系統混合儲能優化配置方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種并網風儲發電系統混合儲能優化配置方法，對歷史風電輸出功率進行頻域分解，統計歷史風電輸出功率的高、低頻分量，并基于概率分布函數確定混合儲能額定功率；構建以全年成本凈現值最小和目標出力滿足率最大為目標的風電場全生命周期混合儲能容量優化模型；基于聚類算法提取風電輸出功率日典型場景，統計各典型場景的時間占比，作為風電場全生命周期混合儲能容量優化模型的輸入場景；采用多目標優化算法求解，得到最優的并網風儲發電系統混合儲能容量配置方案。

進一步地，對風電輸出功率進行頻域分解的方法為：小波分解、卡爾曼濾波和/或經驗模態分解。

進一步地，聚類算法為：K-means聚類方法、層次聚類方法和/或混合高斯模型方法。

進一步地，設F₁為全年成本凈現值最小的目標函數，F₁的計算公式如下：

其中：

C_Rk＝α·β_n·C_Ik＝α·β_n·A_k·C_k；