[发明专利]一种混合储能容量优化方法

说明书

本发明涉及混合储能容量优化技术领域，具体是指一种混合储能容量优化方法。包括以下步骤：a、通过风电场某一时间段的输出功率计算出同一时期的期望平抑目标功率；b、采用低通滤波算法将风功率偏差值处理得到低频偏移分量，后到高频偏移分量，蓄电池储能平抑低频偏移分量，飞轮储能平抑高频偏移分量；c、构造以经济性为目标函数的容量优化配置模型；d、输出蓄电池和飞轮的全局最优容量以及最优经济成本；e、确定混合储能装置充放电策略并计算方法的正确性和有效性，本发明提供一种能够通过蓄电池和飞轮混合储能的方法，并通过ACPSO算法获得蓄电池和飞轮的全局最优容量以及最优经济成本，保证经济性的一种混合储能容量优化方法。

技术领域

本发明涉及混合储能容量优化技术领域，具体是指一种混合储能容量优化方法。

背景技术

由于风电具有波动性、随机性和间歇性的缺点，导致风电输出功率波动很大，直接将风电并入电网会对电网的安全稳定运行造成巨大影响。储能技术具有瞬时功率吞吐能力大、响应速度快，调节精度高等优点，储能技术在风力发电领域将有一个很可观的前景。当风电输出功率高时储能装置充电，储存多余的电量，当风电输出功率低时储能装置放电，用以补充不足的电量，以此来平抑风电输出功率波动。因此，储能系统能够有效平抑风电场输出功率的波动性，降低因风电输出功率的波动对电网的冲击。但是，单一的储能装置很难同时平抑风电输出功率的高频偏移分量和低频偏移分量。因而针对上述问题，需要研究一种方法对风电输出功率的高频偏移分量和低频偏移分量同时进行平抑，不同类型的储能装置具有不同的储能特性。化学电池储能具有功率密度小，能量密度大，循环寿命低容量大，充放电较慢的特点，适合补偿长时慢变功率波动。飞轮储能属于物理势能储能技术，是一种新兴的机械式储能技术，飞轮储能的造价高昂但是维护费用低廉，寿命相对较高，功率密度大但是容量小，响应速度通常在秒级甚至毫秒级，适合补偿短时快变功率波动。对于风电的输出功率来说，单一的储能装置很难同时平抑风电输出功率的高频偏移分量和低频偏移分量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够通过蓄电池和飞轮混合储能的方法，并通过ACPSO算法获得蓄电池和飞轮的全局最优容量以及最优经济成本，在保证能对风电功率的波动进行有效平抑的同时保证了经济性的一种混合储能容量优化方法。

本发明所采用的技术方案为：一种混合储能容量优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、以风电场某一时间段的输出功率为依据计算出同一时期的期望平抑目标功率；

b、采用低通滤波算法将风功率偏差值处理得到低频偏移分量，再计算得到高频偏移分量，蓄电池储能平抑低频偏移分量，飞轮储能平抑高频偏移分量；

c、构造以经济性为目标函数的容量优化配置模型；

d、输出蓄电池和飞轮的全局最优容量以及最优经济成本；

e、确定混合储能装置充放电策略并使用评价指标分析充放电策略和最优容量计算方法的正确性和有效性。

所述步骤a基于山西某风电场SCADA系统中的原始风电输出功率P_W(t)得出风电期望输出功率P_A(t)，在时间段T内，应当满足公式：

t₁＝t₀+(i-1)T

t₂＝t₁+(K-1)Δt

其中，K为每个时间段T内的采样点数，P_W(t)为原始风电功率，P_A(t)为期望平抑目标功率，t₀为第一个时间段的初始时刻，t₁为每个时间段T的开始时刻，t₂为每个时间段T的结束时刻。

所述步骤b中分解过程分为如下两个步骤：