平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法
【專利摘要】本發明公開了一種平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，包括以下步驟：（1）確定待配儲能的分布式發電系統構成，明確系統各類分布式發電設備的歷史發電數據，形成分布式發電的功率樣本；（2）對功率輸出樣本數據進行離散傅里葉變換；（3）確定分布式發電系統的功率波動的平抑目標；（4）確定儲能功率需求的理論值；（5）修正儲能電池的功率需求，確定最終的儲能功率；（6）確定儲能電池的容量需求，完成儲能配置。通過配置儲能系統，憑借其可充可放的運行特性，實現對分布式電源輸出功率波動的平滑，配合分布式電源接入電網，保證電網的穩定運行。
【專利說明】平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及平滑風光儲系統，尤其涉及一種平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法。
【背景技術】
[0002]目前，風電、光伏發電等間歇性的分布式電源所發電能接入電網會引起電網頻率波動進而增加電網調頻、調壓、運行調度等輔助服務負擔，造成電網運行成本的增加；當功率波動超出電力系統調峰能力范圍時，還將進一步導致電力系統頻率越限，嚴重威脅電力系統的安全運行。
[0003]在分布式發電系統中，主要從儲能裝置對分布式電源的影響與維持發電量和負荷供需平衡的角度出發，儲能電池的配置主要是以經濟性為目標，配置過程匯總考慮分布式電源的間歇性，該方 法在成熟的軟件中已有所應用，如homer軟件中便應用了以經濟性為目標的儲能配置方法，其實質是針對分布式電源發電的間歇性進行補償。其特點是時間尺度較大，儲能電池的作用相當于一個可控的分布式發電單元。現有技術的弊端主要是僅考慮系統的經濟性能，無法考慮系統是否能夠穩定。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，能夠實現對分布式電源輸出功率波動的平滑，配合分布式電源接入電網，保證電網的穩定運行。
[0005]本發明采用下述技術方案:一種平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，包括以下步驟:
[0006](I)、確定待配儲能的分布式發電系統構成，明確系統各類分布式發電設備的歷史發電數據，形成分布式發電的功率樣本，對連接在聯絡線上的分布式電源的發電功率進行基礎加和，形成系統分布式電源發電的總功率數據；
[0007](2)、對功率輸出樣本數據進行離散傅里葉變換；
[0008](3)、確定分布式發電系統的功率波動的平抑目標；
[0009](4)、確定儲能功率需求的理論值；
[0010](5)、修正儲能電池的功率需求，確定最終的儲能功率；
[0011](6)、確定儲能電池的容量需求，完成儲能配置。
[0012]所述的步驟(2)中對功率輸出樣本數據進行離散傅里葉變換，獲得幅頻結果58和
[0013]Sg=DFT (Pg) = [Sg[l],...,Sg[n],...,Sg[Ns]]T (I)
[0014]fg=[fg[l], ? ? ?，fg[n], ? ? ?，fg[Nj]T
[0015]式中，Pg=[Pg[l],..?，Pg[n], ?.?，Pg[Ns]]T代表可再生能源功率輸出樣本數據，Pg[n]代表第n個采樣點輸出功率，單位是kW ;NS代表采樣點個數；DFT(Pg)代表對樣本數據Pg進行離散傅里葉變換；[0016]Sg[η] = Rg[n]+Ig[n]i,代表傅里葉變換結果中第η個頻率fg[n]對應的幅值，Rg[n], Ig[η]分別代表幅值的實部和虛部；fg為與Sg為對應的頻率列向量；
[0017]fg[n] =fs (η-1) /Ns= (n-1) / (TsNs)⑵
[0018]式中，fs, Ts分別為樣本數據Pg的采樣頻率[Hz]和采樣周期[s]；
[0019]原信號的實際幅值及其對應的頻率分別由列向量Dg，/?表示:
[0020]
【權利要求】
1.一種平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、確定待配儲能的分布式發電系統構成，明確系統各類分布式發電設備的歷史發電數據，形成分布式發電的功率樣本，對連接在聯絡線上的分布式電源的發電功率進行基礎加和，形成系統分布式電源發電的總功率數據； (2)、對功率輸出樣本數據進行離散傅里葉變換； (3)、確定分布式發電系統的功率波動的平抑目標； (4)、確定儲能功率需求的理論值； (5)、修正儲能電池的功率需求，確定最終的儲能功率； (6)、確定儲能電池的容量需求，完成儲能配置。
2.根據權利要求1所述的平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:所述的步驟(2)中對功率輸出樣本數據進行離散傅里葉變換，獲得幅頻結果Sg和fg:
3.根據權利要求2所述的平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:所述的步驟(3)是基于頻譜分析結果，確定滿足功率輸出波動約束的目標功率輸出及其對應的ESS補償頻段，fps代表依據頻譜分析結果Dg確定的補償頻段，fpsl代表Sg中以Nyquist頻率fN為對稱軸與fps對稱的頻段；用S0= [S0 [I],...,S0[n],..., SJNs]]1代表經ESS補償后的目標功率輸出對應的頻譜分析復數結果；其中，將補償頻段對應的幅值置為O，表示補償后消除了相應頻段的功率波動，補償頻段外的幅值不變，即
4.根據權利要求3所述的平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:所述的步驟(4)具體如下: 對S0進行離散傅里葉反變換可得到經ESS補償后的目標功率輸出結果P0:
P0=IDFT(S0) = [P。[I]，? ? ?，P0[n]，? ? ?，P0[NJ]T (7) 式中，IDFT(S0)代表對S0進行離散傅里葉反變換P0[n]代表第n個采樣點的目標輸出功率[kW]； 在Te時間段內的功率波動率用Fte表示，其計算公式如下:
5.根據權利要求4所述的平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:所述的步驟(5)具體如下: 在確定理想功率目標輸出P0之后，所需ESS的功率輸出由列向量Pbo= [Pbo [1]，...，Pb0[n]，? ? ?，Pbo [Ns ]T 表示:
Pbo [n] =pO [n] _Pg [n] (10) Pbo[n]可正可負，為正代表ESS放電，為負代表充電；ESS充放電一個循環的效率稱為ESS綜合效率，用n ES表示；根據所需ESS的功率輸出值，考慮ESS的綜合效率，確定ESS實際充放電功率，用Pb= [Pb [I]，…，Pb[n]，…，Pb [NJ ]T表示:
6.根據權利要求5所述的平滑風光儲系統功率波動的儲能配置方法，其特征在于:所述的步驟(6)具體包括以下步驟: I)基于確定的ESS實際輸出功率數據，對各個采樣點處的ESS充放電電量進行累計，可獲得不同采樣時刻ESS相對于初始狀態的能量波動，即:
【文檔編號】H02J3/32GK103701143SQ201310537714
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】楊海晶, 余曉鵬, 李朝暉, 張振安, 劉巍, 趙勇, 張巖, 鄒廣宇, 于瀧澤, 劉潔, 王芳, 李寧 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司電力科學研究院, 天津天大求實電力新技術股份有限公司