一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法技术

本发明专利技术涉及并网光伏发电系统运行技术领域，特别是一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法。通过两阶段光伏功率波动平滑方法得到HESS实施调整命令。利用小波包方法分解光伏输出功率信号，结合光伏功率信号的幅频信息和不同类型储能的性能特点，计算平抑目标功率和储能充放电功率，从而实现光伏并网功率平滑效果。功率平滑效果。功率平滑效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法


[0001]本专利技术涉及并网光伏发电系统运行
，特别是一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法。

技术介绍

[0002]近年来，光伏发电作为一种环境友好的可再生能源，受到了越来越多的关注和发展。光伏发电系统在电网中的渗透率一直在快速增长。然而，并网光伏发电系统运行存在许多技术挑战。通常，光伏发电受辐照度变化或其他环境因素的影响。由于光伏发电的强烈波动和间歇性，其对电网的电能质量和可靠性有很大影响。此外，国家电网已发布了光伏电站的技术要求，在不同限制条件下，应缓解不同时间段的最大功率波动。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法，该方法通过两阶段光伏功率波动平滑方法得到HESS实施调整命令。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法，包括如下步骤：
[0006]S1、建立并网光伏
‑
混合储能系统，所述光伏
‑
混合储能系统包括光伏系统(PV)、混合储能系统(HESS)和本地控制器；其中混合储能系统包括电池和超级电容器；
[0007]S2、根据S1中并网光伏
‑
混合储能系统，使用本地控制器采集光伏系统发电实时功率信号和1分钟的短期光伏功率出力预测数据；
[0008]S3、根据国家电网光伏并网标准建议，形成两种不同时间尺度的光伏有功功率波动标准，分别为1分钟和10分钟；
[0009]S4、根据S2中相关数据，采用两阶段光伏功率波动平滑方法，所述两阶段光伏功率波动平滑方法的两阶段包含滤波阶段和调整阶段，滤波阶段采用小波包分解技术对未来短期光伏发电量预测数据进行处理，调整阶段采用本地控制器根据不同时间尺度的光伏有功功率波动标准生成实时调整HESS的命令，获得平滑光伏发电功率的波动的效果。
[0010]作为优选，步骤S1与S2中所述的：并网光伏
‑
混合储能系统满足以下功率平衡：
[0011]P
g
(t)＝P
o
(t)+P
bat
(t)+P
sc
(t)
[0012]其中，P
g
(t)是HESS平滑后的并网光伏功率；P
o
(t)是原始光伏功率；P
bat
(t)和P
sc
(t)分别是电池和超级电容器的功率；对于这两个变量，正值表示放电，负值表示充电；
[0013]步骤S3中所述的：两个不同时间尺度的光伏有功功率波动标准为：
[0014]国家电网光伏并网标准建议，对于50MW装机容量的光伏发电系统，1分钟内光伏有功功率波动不得超过装机容量10％，在10分钟内不得超过30％；
[0015]则1分钟内的光伏功率波动率为R1(t)，1分钟内光伏功率波动限制的最大和最小值分别为P
1,max
(t)和P
1,min
(t)：
[0016][0017][0018][0019]其中，max{P
g
(t
‑
Δt)}和min{P
g
(t
‑
Δt)}是一段时间内并网光伏功率的最大值和最小值；P
r
为光伏系统的装机容量；
[0020]10分钟内的光伏功率波动率为R
10
(t)，10分钟内光伏功率波动限制的最大和最小值为P
10,max
(t)和P
10,min
(t)；
[0021][0022][0023][0024]作为优选，所述步骤S4包括以下子步骤：
[0025]S4
‑
1、根据平衡电池和超级电容器响应时间差异，选择1分钟作为电池和超级电容器之间的边际充电/放电响应时间；
[0026]S4
‑
2、根据S2中光伏功率的短期预测，采用六层小波包分解策略对信号进行滤波，并获取电池和超级电容器的第一阶段功率命令；
[0027]S4
‑
3、根据S4
‑
2中滤波后并网功率，以1分钟为调整HESS命令的时间间隔；采用S3中所述1分钟光伏有功功率波动标准，进行评判滤波后并网功率是否满足该波动标准，若不满足则调整超级电容的充放电命令，对光伏并网功率进行调整；若满足则转到S4
‑
4；
[0028]S4
‑
4、根据S4
‑
2中滤波后并网功率，以1分钟为调整HESS命令的时间间隔；采用S3中所述10分钟光伏有功功率波动标准，进行评判滤波后并网功率是否满足该波动标准，若不满足则调整电池的充放电命令，对光伏并网功率进行调整；若满足则直接转到步骤S4
‑
5；
[0029]S4
‑
5、若到未达采样持续时间，则算法继续，直接跳转到S4
‑
2，对下一时刻的HESS的命令进行调整，若达到采样持续时间，则终止算法。
[0030]作为优选，所述步骤S4
‑
2包括以下子步骤:
[0031]S4
‑2‑
1、对光伏功率的短期预测数据的高频分量进行六层小波包分解产生2
n
个不同的信号集，每个信号的频率带宽可以给出为f0：
[0032][0033]其中n是层数；f
s
是采样频率；
[0034]S4
‑2‑
2、根据S4
‑2‑
1中规定，六层小波包分解的信号频率带宽为0.0078Hz；响应频率对应于1分钟的边际响应时间为0.0167Hz，而1分钟响应频率对应的信号与6层小波包分解中来自S
6,1
‑
S
6,3
的信号相似，为低频部分；通过滤波处理得到的低频部分S
6,0
为并网功率；将高频信号S
6,1
‑
S
6,3
分配给电池；剩余的高频部分由超级电容器抑制；
[0035]S4
‑2‑
3、通过滤波处理并功率，HESS的第一阶段命令可分为第一阶段电池功率命令和第一阶段超级电容器功率
[0036][0037][0038][0039]其中，使用小波包分解进行滤波处理的并网功率，P
o
(t)是原始光伏功率。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]本专利技术利用小波包方法分解光伏输出功率信号，结合光伏功率信号的幅频信息和不同类型储能的性能特点，计算平抑目标功率和储能充放电功率，从而实现光伏并网功率平滑效果。为进一步满足国家电网光伏并网标准，本专利技术提出的两阶段光伏功率波动平滑方法可以进一步调整混合储能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立并网光伏
‑
混合储能系统，所述光伏
‑
混合储能系统包括光伏系统(PV)、混合储能系统(HESS)和本地控制器；其中混合储能系统包括电池和超级电容器；S2、根据S1中并网光伏
‑
混合储能系统，使用本地控制器采集光伏系统发电实时功率信号和1分钟的短期光伏功率出力预测数据；S3、根据国家电网光伏并网标准建议，形成两种不同时间尺度的光伏有功功率波动标准，分别为1分钟和10分钟；S4、根据S2中相关数据，采用两阶段光伏功率波动平滑方法，所述两阶段光伏功率波动平滑方法的两阶段包含滤波阶段和调整阶段，滤波阶段采用小波包分解技术对未来短期光伏发电量预测数据进行处理，调整阶段采用本地控制器根据不同时间尺度的光伏有功功率波动标准生成实时调整HESS的命令，获得平滑光伏发电功率的波动的效果。2.根据权利要求1所述的种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法，其特征在于：步骤S1与S2中所述的：并网光伏
‑
混合储能系统满足以下功率平衡：P
g
(t)＝P
o
(t)+P
bat
(t)+P
sc
(t)其中，P
g
(t)是HESS平滑后的并网光伏功率；P
o
(t)是原始光伏功率；P
bat
(t)和P
sc
(t)分别是电池和超级电容器的功率；对于这两个变量，正值表示放电，负值表示充电；步骤S3中所述的：两个不同时间尺度的光伏有功功率波动标准为：国家电网光伏并网标准建议，对于50MW装机容量的光伏发电系统，1分钟内光伏有功功率波动不得超过装机容量10％，在10分钟内不得超过30％；则1分钟内的光伏功率波动率为R1(t)，1分钟内光伏功率波动限制的最大和最小值分别为P
1,max
(t)和P
1,min
(t)：(t)：(t)：其中，max{P
g
(t
‑
Δt)}和min{P
g
(t
‑
Δt)}是一段时间内并网光伏功率的最大值和最小值；P
r
为光伏系统的装机容量；10分钟内的光伏功率波动率为R
10
(t)，10分钟内光伏功率波动限制的最大和最小值为P
10,max
(t)和P
10,min
(t)；(t)；
3.根据权利要求1所述的种基于小波包分解技术的两阶段光伏功率波动平滑方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁利国，陈思超，练德强，罗曼，寿挺，罗海锋，
申请(专利权)人：国网浙江杭州市萧山区供电有限公司，
类型：发明
国别省市：