【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电电力系统领域，尤其是涉及用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法。
技术介绍
1、风电作为清洁能源，目前的装机容量和渗透率不断提高。但风能是一种间歇性能源，其可用性和强度受多种因素影响，如风速、风向、地形等。这些因素的随机变化导致风能发电具有随机性、间歇性和不确定性等特点，在大规模风电并网中严重影响电力系统的正常运行，如影响电网频率稳定、电能质量和电网规划与调度等，因此，目前风电并网功率波动难以满足电网考核要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，有效平抑风力发电的不稳定性。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，所述碳基电容和锂电池储能系统与风电系统构成风储系统进行联合出力后接入电网，所述碳基电容和锂电池储能系统包括锂电池储能系统和碳基电容储能系统，所述方法包括以下步骤：
4、根据当前时刻的风电系统的风电出力以及前一时刻风储系统的功率输出平滑值，利用移动加权平均滤波算法获取当前时刻风储系统的功率输出值，从而确定当前时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令；
5、利用集合经验模态法，根据当前时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令，分配得到锂电池储能系统和碳基电容储能系统的功率指令；
6、基于所述锂电池储能系统和碳基电容储能系统的功率
7、进一步地，所述移动加权平均滤波算法的处理过程具体为：
8、对于每次当前时刻风储系统的功率输出值的确定，均对当前时刻风电系统的风电出力以及前一时刻风储系统的功率输出平滑值进行加权求和，得到当前时刻风储系统的功率输出值的平滑值。
9、进一步地，所述当前时刻风储系统的功率输出值的平滑值的计算表达式为：
10、ptotal(t)＝λpwp(t)+(1-λ)ptotal(t-1),λ∈[0,1]
11、式中，ptotal(t)为t时刻的风储系统的功率输出值的平滑值，pwp(t)为t时刻的风电系统的风电出力，ptotal(t-1)为t-1时刻的风储系统的功率输出值的平滑值，λ为滤波系数；
12、所述当前时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令的计算表达式为：
13、phess(t)＝ptotal(t)-pwp(t)
14、式中，phess(t)为t时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令。
15、进一步地，所述集合经验模态法具体为：
16、在时频域中将当前时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令分解为n个频率高到低的本征模态与一个残余分量，选取其中的高频分量作为碳基电容储能系统的功率指令，选取区中的低频分量作为锂电池储能系统的功率指令。
17、进一步地，所述锂电池储能系统的功率指令的计算表达式为：
18、
19、式中，plb(t)为t时刻锂电池储能系统的功率指令，ci(t)为t时刻分解后的第i个本征模态，rn(t)为t时刻分解后的残余分量，j为高低频分频点，n为本征模态总数；
20、所述碳基电容储能系统的功率指令的计算表达式为：
21、
22、式中，pcb(t)为t时刻碳基电容储能系统的功率指令。
23、进一步地，所述方法根据日均最小成本模型进行求解的过程中还确定最优的高低频分频点j。
24、进一步地，所述锂电池储能系统和碳基电容储能系统的额定功率配置的表达式为：
25、
26、式中，pr,lb为锂电池储能系统的额定功率，pr,cb为碳基电容储能系统的额定功率，to为初始时刻，t为考核时间，plb(t)为t时刻锂电池储能系统的功率指令，pcb(t)为t时刻碳基电容储能系统的功率指令，ηc,lb和ηdc,lb分别为锂电池储能系统的充电和放电效率，ηc,cb和ηdc,cb分别为碳基电容储能系统的充电和放电效率。
27、进一步地，所述锂电池储能系统的额定容量配置的表达式为：
28、
29、式中，er,lb为锂电池储能系统的额定容量，soc0,lb为锂电池储能系统的初始荷电状态，socmin,lb和socmax,lb分别为锂电池储能系统的荷电状态上下限，pd,lb(t)为考虑充放电效率后的锂电池储能系统功率指令，ηc,lb和ηdc,lb分别为锂电池储能系统的充电和放电效率，δt为功率指令间隔，k为时刻，plb(t)为t时刻锂电池储能系统的功率指令；
30、所述碳基电容储能系统的额定容量配置的表达式为：
31、
32、式中，er,cb为碳基电容储能系统的额定容量，soc0,cb为碳基电容储能系统的初始荷电状态，socmin,cb和socmax,cb分别为碳基电容储能系统的荷电状态上下限，pd,cb(t)为考虑充放电效率后的碳基电容储能系统功率指令，ηc,cb和ηdc,cb分别为碳基电容储能系统的充电和放电效率，pcb(t)为t时刻碳基电容储能系统的功率指令。
33、进一步地，所述日均最小成本模型的目标函数的表达式为：
34、
35、式中，为日平均总成本，为日平均投资成本，为日平均运维成本，为日平均更换成本，为日平均报废成本，erv为hess设备剩余残值。
36、进一步地，所述日均最小成本模型的约束条件表达式为：
37、
38、式中，soclb(t)和soccb(t)分别为t时刻的锂电池储能系统、碳基电容储能系统的荷电状态，socmin,cb和socmax,cb分别为碳基电容储能系统的荷电状态上下限，socmin,lb和socmax,lb分别为锂电池储能系统的荷电状态上下限，plb(t)为t时刻锂电池储能系统的功率指令，pcb(t)为t时刻碳基电容储能系统的功率指令，pr,lb为锂电池储能系统的额定功率，pr,cb为碳基电容储能系统的额定功率。
39、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
40、(1)本专利技术首先为风电系统配置碳基电容和锂电池储能系统，进行联合出力，能够有效平抑风力发电的不稳定性，同时利用移动加权平均滤波算法，根据当前时刻风电系统的风电出力和历史风储系统的功率输出，加权求解得到当前时刻碳基电容和锂电池储能系统的功率指令，实现对当前时刻风储系统的波动抑制，解决了风储系统前后时刻出力关联性不强的问题，在满足电网考核要求下获得的储能系统功率指令更合理。
41、(2)本专利技术对于碳基电容和锂电池储能系统中锂电池储能系统和碳基电容储能系统的功率指令的分配，提出锂电池储能系统和碳基电容储能系统分别承担储能系统功率指令中的高低频分量，解决了单一储能系统补偿能力不足本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述碳基电容和锂电池储能系统与风电系统构成风储系统进行联合出力后接入电网，所述碳基电容和锂电池储能系统包括锂电池储能系统和碳基电容储能系统，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述移动加权平均滤波算法的处理过程具体为：
3.根据权利要求2所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述当前时刻风储系统的功率输出值的平滑值的计算表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述集合经验模态法具体为：
5.根据权利要求4所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述锂电池储能系统的功率指令的计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述方法根据日均最小成本模型进行求解的过程中还确定最优的高低频
7.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述锂电池储能系统和碳基电容储能系统的额定功率配置的表达式为：
8.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述锂电池储能系统的额定容量配置的表达式为：
9.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述日均最小成本模型的目标函数的表达式为：
10.根据权利要求9所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述日均最小成本模型的约束条件表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述碳基电容和锂电池储能系统与风电系统构成风储系统进行联合出力后接入电网，所述碳基电容和锂电池储能系统包括锂电池储能系统和碳基电容储能系统，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述移动加权平均滤波算法的处理过程具体为：
3.根据权利要求2所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述当前时刻风储系统的功率输出值的平滑值的计算表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述集合经验模态法具体为：
5.根据权利要求4所述的一种用于平抑风电波动的碳基电容和锂电池储能系统配置方法，其特征在于，所述锂电池储能系统的功率指令...
【专利技术属性】
技术研发人员：卫振华，何斌，张高秋，杨杰，秦晏旻，
申请(专利权)人：上海申能新动力储能研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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