用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法、介质及系统，包括：将预设时间段内每一时刻的光伏电场的输出功率信号进行分解重构，得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率；通过每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率，计算得到分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量；根据分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量，配置不同种类储能阵列所需的储能单元的数量。本发明专利技术能发挥能量型和功率型储能阵列的各自优势，增大储能阵列的利用率并降低其所需容量，使输出功率平稳。使输出功率平稳。使输出功率平稳。

【技术实现步骤摘要】
用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及混合储能
，尤其涉及一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球性的气候变化，能源结构也在不断发生改变。光伏发电作为一种可再生能源被大力发展。但光伏的随机性、间歇性以及不确定性给电网的安全带来了越来越多的挑战。储能系统以其短时间吸收、释放能电能的特点，成为了平抑新能源输出功率、提高电网对新能源发电接纳能力的有效手段。
[0003]根据类型划分，一般将储能分为能量型以及功率型。其中，电化学电池储能属于能量型储能，具有较高的能量密度，但循环寿命较短、响应速度相对较低；飞轮储能属于功率型储能，其循环寿命较长、响应速度快，但容量相对较低。结合两种类型储能的特点，可以采用能量型的锂离子电池与功率型的飞轮相结合的混合储能系统平抑风力发电输出功率的波动。
[0004]对于平抑光伏电场输出功率波动的混合储能系统容量配置方法，现有技术无法发挥能量型和功率型储能系统的各自优势，导致混合储能容量配置的容量配置过大、过度平抑发电系统的输出功率波动的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法、介质及系统，以解决现有技术无法发挥能量型和功率型储能系统的各自优势，导致混合储能容量配置的容量配置过大、过度平抑发电系统的输出功率波动的问题。
[0006]第一方面，提供一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法，包括：
>[0007]将预设时间段内每一时刻的光伏电场的输出功率信号进行分解重构，得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率；
[0008]通过每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率，计算得到分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量；
[0009]根据分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量，配置不同种类储能阵列所需的储能单元的数量。
[0010]第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法。
[0011]第三方面，提供一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
[0012]这样，本专利技术实施例，通过多节点小波包分解和重构方法对光伏电场的输出功率进行处理，得到不同类型储能系统充放电功率，进而得到需配置的不同类型的储能单元的
数量，能发挥能量型和功率型储能阵列的各自优势，增大储能阵列的利用率并降低其所需容量，使输出功率平稳。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术实施例的用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法的流程图；
[0015]图2是本专利技术实施例的小波包分解的示意图；
[0016]图3是本专利技术应用例的一个典型日的光伏电场原始输出曲线图；
[0017]图4是本专利技术应用例的一个典型日的光伏电场原始和平抑后1min功率波动曲线图；
[0018]图5是本专利技术应用例的多节点小波包分解后充放电功率指令下飞轮储能阵列SOC变化图；
[0019]图6是本专利技术应用例的多节点小波包分解后充放电功率指令下锂离子电池储能阵列SOC变化图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术实施例公开了一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法。如图1所示，本专利技术实施例的方法包括如下的步骤：
[0022]步骤S101：将预设时间段内每一时刻的光伏电场的输出功率信号进行分解重构，得到每一时刻分配给混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率。
[0023]具体的，该步骤包括如下的过程：
[0024](1)采用多节点小波包分解方法和重构方法对每一时刻的输出功率信号进行分解重构，确定每一时刻的输出功率信号对应的小波包的分解层数和并网分界点数值。
[0025]具体的，多节点小波包分解方法为现有技术，多节点小波包分解的计算式为：
[0026][0027]该式中，h
k
、g
k
分别表示低通、高通滤波器系数，u
n
(n＝0，1，2，
……
，L)表示由u0确定的第n层小波包。k表示数集序列号，Z为正数集，t表示采样时刻。通过原始信号u0分解出第一层u1、u2，得出第一层的节点P(1,0)、P(1,1)。通过u1分解出u3，u4，通过u2分解出u5，u6，得出第二层的节点P(2,0)、P(2,1)、P(2,2)、P(2,3)。以此类推，第n层共2
n
个节点。多节点小波
包分解示意，如图2所示。节点的序号从0开始。
[0028]具体的，多节点小波包重构方法为现有技术，多节点小波包重构的计算式为：
[0029][0030]该式中，分别表示小波包分解系数，h
k
‑
2i
、h
i
‑
2k
、g
k
‑
2i
分别表示小波包分解的低通、高通滤波器组，h
*i
‑
2i
、g
*i
‑
2i
分别表示小波包重构的低通、高通滤波器组，n为节点数。
[0031]基于上述的多节点小波包分解方法和重构方法对本专利技术实施例的输出功率信号进行处理，具体过程如下：
[0032]①
对于每一时刻的输出功率信号，初始化小波包的分解层数和并网分界点数值。
[0033]采用n表示分解层数，i表示并网分界点数值，i≤2
n
，则通过小波包分解方法可以在第n层分解得到2
n
个节点。每一节点对应每一分解功率信号。
[0034]分解层数和并网分界点数值的初始值可根据经验确定，例如，分解层数和并网分界点数值的初始值分别为1和0。
[0035]②
采用多节点小波包分解方法分解该时刻的输出功率信号，得到该时刻分解层数下每一节点的分解功率信号。
[0036]例如，第n层得到每一节点依次表示为：P(n,0)、P(n,1)、
……
、P(n,2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法，其特征在于，包括：将预设时间段内每一时刻的光伏电场的输出功率信号进行分解重构，得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率；通过每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率，计算得到分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量；根据分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的电量，配置不同种类储能阵列所需的储能单元的数量。2.根据权利要求1所述的用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法，其特征在于，所述得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同种类储能阵列的充放电功率的步骤，包括：采用多节点小波包分解方法和重构方法对每一时刻的所述输出功率信号进行分解重构，确定每一时刻的所述输出功率信号对应的小波包的分解层数和并网分界点数值；将每一时刻对应的分解层数下的序号为所述并网分界点数值的节点后的所有节点的输出功率信号通过多节点小波包分解方法和重构方法处理，得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同储能阵列的充放电功率。3.根据权利要求2所述的用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法，其特征在于，所述确定每一时刻的所述输出功率信号对应的小波包的分解层数和并网分界点数值的步骤，包括：对于每一时刻的所述输出功率信号，初始化小波包的分解层数和并网分界点数值；采用多节点小波包分解方法分解该时刻的所述输出功率信号，得到该时刻所述分解层数下每一节点的分解功率信号；采用多节点小波包重构方法将该时刻的所述分解层数下序号不大于所述并网分界点数值的每一节点的分解功率信号进行重构，得到该时刻的所述分解层数下序号不大于所述并网分界点数值的每一节点的分解功率；将该时刻的所述分解层数下序号不大于所述并网分界点数值的每一节点的分解功率加和，得到该时刻的期望并网功率；判断该时刻的所述期望并网功率是否满足并网标准；若该时刻的所述期望并网功率不满足并网标准，则将所述分解层数加1后，返回所述得到该时刻所述分解层数下每一节点的分解功率信号的步骤，直到该时刻的所述期望并网功率满足并网标准；若该时刻的所述期望并网功率满足并网标准，则将所述并网分界点数值加1后，返回所述得到该时刻的所述分解层数下序号不大于所述并网分界点数值的每一节点的分解功率的步骤，直到该时刻的所述期望并网功率不满足并网标准；将所述并网分界点数值减1，得到最终的所述分解层数和所述并网分界点数值。4.根据权利要求2所述的用于光伏电场的混合储能系统容量配置方法，其特征在于，所述得到每一时刻分配给所述混合储能系统的不同储能阵列的充放电功率的步骤，包括：采用多节点小波包重构方法对所述分解层数下的序号为所述并网分界点数值的节点后的每一节点的分解功率信号进行重构，得到该时刻的所述分解层数下的序号为所述并网分界点数值的节点后的每一节点的分解功率；
初始化该时刻对应的高低频分界点数值为序号为所述并网分界点数值的节点后的所有节点的中间节点的序号；以该时刻的所述分解层数下序号为高低频分界点数值的节点为分界节点；将该时刻的所述分解层数下的所述并网分界点数值后的下一序号的节点到所述分界节点的分解功率相加，得到该时刻的低频功率，以及，将该时刻的所述分解层数下的所述分界节点后的所有节点的分解功率相加，得到该时刻的高频功率；判断该时刻的低频功率是否位于能量型储能阵列的预设荷电状态范围内，以及，该时刻的高频功率是否位于功率型储能阵列的预设荷电状态范围内；若该时刻的低频功率大于能量型储能阵列的预设荷电状态范围的上限，以及，该时刻的高频功率小于功率型储能阵列的预设荷电状态范围的下限，则将所述高低频分界点数值减1后，返回所述以该时刻的所述分解层数下序号为高低频分界点数值的节点为分界节点的步骤，直到该时刻的低频功率位于能量型储能阵列的预设荷电状态范围内，以及，该时刻的高频功率位于功率型储能阵列的预设荷电状态范围内；若该时刻的低频功率小于能量型储能阵列的预设荷电状态范围的下限，以及，该时...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海荣，武鑫，张爽，夏绪卫，马志勇，闫振华，李永亮，高博，张庆平，马瑞，朱东歌，李晓龙，王峰，蔡建辉，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：