[發(fā)明專利]一種平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011432158.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112636367B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳瑤;孟高軍;孫玉坤;常青青;李建林;程哲明;劉海濤;夏濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法，首先，通過滑動(dòng)平均濾波獲得混合儲(chǔ)能系統(tǒng)參考功率Psubgt;HESS/subgt;，采用合成平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解將Psubgt;HESS/subgt;分解為多個(gè)固有模態(tài)函數(shù)分量；隨后，通過遞歸TF變換得到各IMF的瞬時(shí)頻率?時(shí)間曲線，在分界點(diǎn)臨近分量處，以全壽命周期年化成本為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建HESS年均總成本優(yōu)化模型，并結(jié)合智能IPQ算法求解最優(yōu)頻率分界點(diǎn)；最后，重構(gòu)高、低頻信號(hào)，考慮HESS充放電效率、換流器的能量轉(zhuǎn)換效率及荷電狀態(tài)來確定蓄電池和超級(jí)電容器的額定功率和容量。本發(fā)明所述平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法，可以提高風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，降低風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率的波動(dòng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置方法，尤其涉及一種平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法。

背景技術(shù)

近年來，為了轉(zhuǎn)變以化石能源為主的能源格局，一場以推動(dòng)可再生能源和新能源發(fā)展為核心的新能源革命已風(fēng)起云涌。但是，風(fēng)電的波動(dòng)和間歇行為都具有強(qiáng)烈的不確定性，其對(duì)微電網(wǎng)的電力可靠性、電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性的影響隨著滲透率的增加而越發(fā)突出。采用儲(chǔ)能技術(shù)能夠提高風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，降低風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率的波動(dòng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，目前廣泛采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(Hybrid?EnergyStorage?System，HESS)來平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，可分為能量型儲(chǔ)能和功率型儲(chǔ)能。

然而，在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置過大會(huì)增加微電網(wǎng)的投資成本，容量配置過小則會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)頻繁切換工作狀態(tài)，縮短電池的使用壽命。因此，如何合理配置HESS的容量，在滿足系統(tǒng)平抑風(fēng)功率波動(dòng)要求的同時(shí)，降低建設(shè)成本成為HESS應(yīng)用于風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法，能夠提高風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，降低風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率的波動(dòng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)方案：本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置方法，包括以下步驟：

(1)通過滑動(dòng)平均濾波獲得混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的參考功率，采用CAMD分解法將所述參考功率分解為多個(gè)IMFs分量，重復(fù)上述步驟若干次，將每次得到的IMF做合成平均處理后作為最終結(jié)果遞歸TF變換的輸入。

其中，所述的通過滑動(dòng)平均濾波獲得混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的參考功率，是將風(fēng)電輸出功率與系統(tǒng)并網(wǎng)參考功率做差，得到所述參考功率，所述系統(tǒng)并網(wǎng)參考功率是風(fēng)電輸出功率經(jīng)過滑動(dòng)平均濾波處理后所得。

所述的CAMD分解法是將正態(tài)分布的白噪聲信號(hào)疊加給所述參考功率，隨后再進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到各IMF分量。

(2)通過遞歸TF變換得到各IMF分量的瞬時(shí)頻率-時(shí)間曲線，在分界點(diǎn)臨近分量處，以全壽命周期年化成本為目標(biāo)函數(shù)，以最小容量、最小功率為約束條件，構(gòu)建混合儲(chǔ)能系統(tǒng)年均總成本優(yōu)化模型，并結(jié)合智能IPQ算法求解最優(yōu)頻率分界點(diǎn)。

其中所述的遞歸TF變換，遞歸公式為：

式中，c_i(t)表示步驟(1)結(jié)束時(shí)所得的IMF分量中第i個(gè)模態(tài)分量，c_i+1(t)為下一個(gè)第i+1個(gè)模態(tài)分量，T[c_i(t)]為模態(tài)分量c_i(t)的TF變換；

每經(jīng)過一次遞歸計(jì)算相應(yīng)的幅值函數(shù)a_i(t)和相位函數(shù)φ_i(t)為：

經(jīng)所述遞歸TF變換后，瞬時(shí)頻率-時(shí)間關(guān)系表示為：