[发明专利]一种考虑风光三状态的微电网混合储能双层容量配置方法

权利要求书

1.一种考虑风光三状态的微电网混合储能双层容量配置方法，用于对处于并网或离网状态下的微电网中的风机、光伏机组以及混合储能系统进行容量以及功率配置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，筛选待配置地区的微电网数据，选取典型日，建立风机出力模型以及光伏机组出力模型；

步骤2，利用马尔可夫过程建立风机以及光伏三状态模型，三状态包括正常运行状态、降额状态以及故障停运状态；

步骤3，在风光容量上下限约束内，随机选取一组风光容量初始值，计算缺额功率，采用序贯蒙特卡洛法随机抽样风机与光伏机组在不同状态下的输出功率；

步骤4，对所述缺额功率进行傅里叶变换以及反变换，根据变换后的频谱图分出低频功率与高频功率，根据混合储能系统中蓄电池与超级电容器的特点以及根据微电网是否通过联络线并入主电网，分别对所述低频功率与所述高频功率进行补偿；

步骤5，建立以微网总成本最小为目标的配置模型，并根据步骤4中的傅里叶变换以及反变换对规划周期内的所述缺额功率进行频谱分析，分出所述低频功率与所述高频功率，并确定所述混合储能系统以及所述联络线出力，并将结果传到步骤3中，重复进行步骤3-步骤5，通过粒子群算法迭代得到所述风光容量的最优解后，输出对应容量以及功率配置结果。

2.根据权利要求1所述的考虑风光三状态的微电网混合储能双层容量配置方法，其特征在于：

其中，步骤1中包括以下子步骤：

步骤1-1，根据获得所述典型日的风速数据计算风力发电机出力，建立所述风机出力模型如下：

步骤1-2，根据获得所述典型日的光照以及环境温度数据计算光伏机组出力，建立所述光伏机组出力模型如下：

公式(1)中，v_out为切出风速，v_in为切入风速，v_r为额定风速，P_r.wind为风机额定功率，

公式(2)中，P_SC为光伏阵列标准条件下的额定输出功率，G_SC为标准条件下太阳辐照度，G_C为工作点实际太阳辐照度，k为功率温度系数，T_c(t)为时刻工作点温度，T_SC为标准条件下温度，N_PV为光伏阵列单元数量。

3.根据权利要求1所述的考虑风光三状态的微电网混合储能双层容量配置方法，其特征在于：

其中，步骤2中包括以下子步骤：

步骤2-1，对所述正常运行状态、所述降额状态以及所述故障停运状态进行概率求解，利用马尔可夫原理得到状态转移矩阵为：

进一步求解，得到：

步骤2-2，采用蒙特卡洛法进行仿真抽样，风机或光伏机组的三状态持续运行时间由平均无故障持续工作时间MTTF、平均修复时间MTTR模拟获得，计算公式为：

公式(3)和公式(4)中，λ为故障率，μ为修复率，P₁、P₂、P₃分别为风机或光伏机组处于正常运行状态、降额状态、故障状态的概率，

公式(5)和公式(6)中，t₁、t₂分别为运行状态的持续运行时间、停运故障修复时间，x₁、x₂为区间[0,1]内服从均匀分布的随机数。