[发明专利]一种并网风储发电系统混合储能优化配置方法

说明书

本发明公开了一种并网风储发电系统混合储能优化配置方法，对历史风电输出功率进行频域分解，统计历史风电输出功率的高、低频分量，并基于概率分布函数确定混合储能额定功率；构建以全年成本净现值最小和目标出力满足率最大为目标的风电场全生命周期混合储能容量优化模型；基于聚类算法提取风电输出功率日典型场景，统计各典型场景的时间占比，作为风电场全生命周期混合储能容量优化模型的输入场景；采用多目标优化算法求解，得到最优的并网风储发电系统混合储能容量配置方案。本发明通过优化高低频波动分量在混合储能之间的分配，延长电池寿命的同时可有效提高波动平抑效果。

技术领域

本发明涉及一种，特别涉及一种并网风储发电系统混合储能优化配置方法。

背景技术

目前，风电有间歇性、波动性等特点，如果不受控制的功率直接注入电网，这种高频、高幅功率波动会引起电压波动，从而降低电网可靠性和电能质量、影响敏感的生产设备。储能系统集成到风储发电系统中可以消除风能相关的一些挑战。储能发挥着补偿预测误差、跟踪响应、频率控制等重要的作用，使不稳定的风能具有稳定性、高价值。现有的研究中，马伟针对可再生能源的限电与波动情况，建立了考虑系统净利润和储能荷电状态的多目标模型，并提出运行的优化校正策略。宋子由以延长电池寿命和减小成本为综合目标实现了的容量优化，并验证了优化策略对储能价格的鲁棒性。庞明采用遗传算法优化了最小化成本的风电混合储能系统的功率和容量配置，实现了平抑波动的需求。因此，为了提高风电的输出功率稳定性、满足电网调度要求的灵活性，需要为风电系统配备合适的储能装置。依照一些特性，例如放电速率和能量、功率密度等，可将储能装置分为Ⅰ型功率储能装置和Ⅱ型能量储能装置两大类，Ⅰ型功率储能装置适用于提供长时间低而稳定的负载，Ⅱ型能量储能装置适用于频繁地充放电切换而做出短期和快速的响应。风电输出功率波动频率高、幅度大，单一的储能类型很难满足其多方面需求，如何在提高风电输出功率稳定性的同时最大节省储能容量配置的成本是亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种并网风储发电系统混合储能优化配置方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种并网风储发电系统混合储能优化配置方法，对历史风电输出功率进行频域分解，统计历史风电输出功率的高、低频分量，并基于概率分布函数确定混合储能额定功率；构建以全年成本净现值最小和目标出力满足率最大为目标的风电场全生命周期混合储能容量优化模型；基于聚类算法提取风电输出功率日典型场景，统计各典型场景的时间占比，作为风电场全生命周期混合储能容量优化模型的输入场景；采用多目标优化算法求解，得到最优的并网风储发电系统混合储能容量配置方案。

进一步地，对风电输出功率进行频域分解的方法为：小波分解、卡尔曼滤波和/或经验模态分解。

进一步地，聚类算法为：K-means聚类方法、层次聚类方法和/或混合高斯模型方法。

进一步地，设F₁为全年成本净现值最小的目标函数，F₁的计算公式如下：

其中：

C_Rk＝α·β_n·C_Ik＝α·β_n·A_k·C_k；