[发明专利]一种平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法

说明书

本发明公开了一种平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法，首先，通过滑动平均滤波获得混合储能系统参考功率Psubgt;HESS/subgt;，采用合成平均经验模态分解将Psubgt;HESS/subgt;分解为多个固有模态函数分量；随后，通过递归TF变换得到各IMF的瞬时频率‑时间曲线，在分界点临近分量处，以全寿命周期年化成本为目标函数构建HESS年均总成本优化模型，并结合智能IPQ算法求解最优频率分界点；最后，重构高、低频信号，考虑HESS充放电效率、换流器的能量转换效率及荷电状态来确定蓄电池和超级电容器的额定功率和容量。本发明所述平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法，可以提高风储联合发电系统的电能质量，降低风力发电并网功率的波动，提高系统运行的稳定性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种储能系统的容量配置方法，尤其涉及一种平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法。

背景技术

近年来，为了转变以化石能源为主的能源格局，一场以推动可再生能源和新能源发展为核心的新能源革命已风起云涌。但是，风电的波动和间歇行为都具有强烈的不确定性，其对微电网的电力可靠性、电能质量、经济性的影响随着渗透率的增加而越发突出。采用储能技术能够提高风储联合发电系统的电能质量，降低风力发电并网功率的波动，提高系统运行的稳定性。随着储能技术的发展，目前广泛采用混合储能系统(Hybrid EnergyStorage System，HESS)来平抑风电功率波动，可分为能量型储能和功率型储能。

然而，在混合储能系统容量配置时，储能系统容量配置过大会增加微电网的投资成本，容量配置过小则会导致储能系统频繁切换工作状态，缩短电池的使用寿命。因此，如何合理配置HESS的容量，在满足系统平抑风功率波动要求的同时，降低建设成本成为HESS应用于风储联合发电系统的研究热点之一。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法，能够提高风储联合发电系统的电能质量，降低风力发电并网功率的波动，提高系统运行的稳定性和经济性。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种平抑风电波动的混合储能容量优化配置方法，包括以下步骤：

(1)通过滑动平均滤波获得混合储能系统的参考功率，采用CAMD分解法将所述参考功率分解为多个IMFs分量，重复上述步骤若干次，将每次得到的IMF做合成平均处理后作为最终结果递归TF变换的输入。

其中，所述的通过滑动平均滤波获得混合储能系统的参考功率，是将风电输出功率与系统并网参考功率做差，得到所述参考功率，所述系统并网参考功率是风电输出功率经过滑动平均滤波处理后所得。

所述的CAMD分解法是将正态分布的白噪声信号叠加给所述参考功率，随后再进行经验模态分解，得到各IMF分量。

(2)通过递归TF变换得到各IMF分量的瞬时频率-时间曲线，在分界点临近分量处，以全寿命周期年化成本为目标函数，以最小容量、最小功率为约束条件，构建混合储能系统年均总成本优化模型，并结合智能IPQ算法求解最优频率分界点。

其中所述的递归TF变换，递归公式为：

式中，c_i(t)表示步骤(1)结束时所得的IMF分量中第i个模态分量，c_i+1(t)为下一个第i+1个模态分量，T[c_i(t)]为模态分量c_i(t)的TF变换；

每经过一次递归计算相应的幅值函数a_i(t)和相位函数φ_i(t)为：

经所述递归TF变换后，瞬时频率-时间关系表示为：