[发明专利]一种基于EMD-FFT的光伏电站储能容量配置方法

说明书

本发明涉及一种基于EMD‑FFT的光伏电站储能容量配置方法，通过经验模态EMD将光伏控制进行分解，并通过皮尔逊相关系数剔除虚假分量，再将剩下的有效分量划分为高频分量与低频分量，以超级电容和蓄电池分别平抑高低频分量；以荷电状态SOC为约束条件，实时调整EMD的滤波阶数以维持荷电状态SOC的稳定；通过频谱分析确定平滑光伏电站输出功率波动的储能配置。该方法充分考虑不同频谱分析方法的影响、分解后的各分量是否为有效分量、荷电状态、频率的划分等因素，兼顾储能容量的成本与使用寿命，在平滑光伏电站功率波动的基础上，使实际输出功率与计划相契合，不仅延长了储能使用寿命，同时在满足光伏出力的基础上，降低储能的成本，使其更具有经济性。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种基于EMD-FFT的光伏电站储能容量配置方法。

背景技术

在碳达峰、碳中和背景下，光伏作为一种新型能源具有广泛性、可持续性、绿色环保等优点成为我国能源转型的中坚力量发展迅速。然而光伏固有的随机性与间歇性会使得光伏输出具有波动性，若直接并网会对电网造成冲击，不利于电网稳定运行。而储能因控制灵活、响应迅速等特点常用于平滑由可再生能源随机性与间歇性引起的功率波动，但储能系统成本较高，在尽可能满足出力要求的情况，选取最优的储能容量，是推广光伏发电的关键。因此，储能容量的配置便成了当前研究的热点。

目前，在储能容量配置的研究上，主要分为以下三类：(1)根据不同的平滑输出功率要求对储能容量进行配置。(2)考虑储能的SOC，避免储能介质的过放过充，从而延长储能的使用寿命。(3)从频谱分析法进行考虑，对频谱分析法进行优化，例如小波变换结合FFT等。但是，目前研究的方法存在许多缺陷，比如只考虑平滑输出功率要求，忽略了SOC，这会导致储能过放过充，影响储能的使用寿命；平滑功率输出和SOC都考虑了，却忽略了储能的实际成本；通过优化滤波阶数达到优化储能容量的效果，未从光伏功率本身的特点考虑；未考虑经过分解的各分量是否为有效分量，避免虚假分量使得最终配置的储能容量误差较大等等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于 EMD-FFT的光伏电站储能容量配置方法，考虑平滑输出功率和荷电状态，并兼顾储能容量的成本，在平滑光伏电站功率波动的基础上，使实际输出功率与计划相契合，不仅避免了储能介质的过放过充，同时在满足光伏出力的基础上，兼顾储能的成本。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于EMD-FFT的光伏电站储能容量配置方法，包括如下步骤，

步骤S1.通过经验模态EMD将光伏控制进行分解，并通过皮尔逊相关系数剔除虚假分量，再将剩下的有效分量划分为高频分量与低频分量，以超级电容和蓄电池分别平抑高低频分量；

步骤S2.以荷电状态SOC为约束条件，实时调整EMD的滤波阶数以维持荷电状态SOC的稳定；

步骤S3.通过频谱分析确定平滑光伏电站输出功率波动的储能配置。

本发明进一步限定的技术方案是：步骤S1的具体步骤为，

步骤S11.获取日出力时间段的光伏实测功率输出，并对实测功率求其平均功率，即为日出力时间段的预测功率：其中，P_预为光伏输出功率的预测数据，P_实为光伏输出功率的实际数据；

步骤S12.通过实测功率与预测功率，获取控制功率需求；

步骤S13.采用经验模态EMD对控制功率进行分解；

步骤S14.对经验模态EMD分解后的各分量计算皮尔逊相关系数，剔除相关系数小于0.1的虚假分量；

步骤S15.采用希尔伯特变换选出功率混叠最少的两个功率，并以此为依据划分高低频分量

更进一步的，步骤S14中皮尔逊相关系数计算模型