[发明专利]一种基于集合经验模态分解的梯次电池储能电站能量管理方法及系统

权利要求书

1.一种基于集合经验模态分解的梯次电池(退役电池梯次利用，简称“梯次电池”)储能电站能量管理方法及系统，其特征在于，对风电、光电和储能系统构成的微电网系统进行功率平抑控制，其能平抑功率的波动同时能延长电池寿命，并且能提高整个储能系统的整体能量效率；本系统主要包括EEMD分频控制器和储能控制器；EEMD分频控制器EEMD分频控制器中引入自适应调阶模块和波动率计算模块，从而将风光发电功率曲线分解为满足并网要求的低频分量，以及由储能系统吸收的高频分量；储能控制器将储能出力功率按比例分配给电池；具体方法为：

第一步：EEMD分频控制器将功率曲线分解为高频分量与低频分量，低频分量用于并网，高频分量用于储能出力；

第二步：储能控制器将储能出力功率按比例分配给电池(子电池系统：简称为“电池”)，电池荷电状态趋于一致，从而避免电池局部过充过放造成的整体容量衰减。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述第一步中风光功率信号经过EEMD(聚类经验模态分解)控制器分解成高频分量和低频分量，具体为：

S1.1.风光功率信号经过EEMD分解模块，分解为n个固有模态函数(Intrinsic ModeFunction，IMF)和一个剩余的r_n(t)，即：

式中c_j(t)为第j个IMF，r_n(t)为余量；

S1.2.将分解结果和平滑波动率δ作为自适应调阶模块的输入，EEMD滤波阶数为输出；根据滤波阶数，确定下一时刻的平滑输出结果；

S1.3.阶次k的取值根据标准化模量累积均值方法选取，第m阶标准化模量累积均值的计算式为：

式中：M(·)是均值公式，S(·)为方差公式；当明显偏离0时，即即认为从第m阶开始EEMD趋势发生变化，k＝m；

如果从k阶开始趋势发生变化，认为滤波阶数k为高阶和低阶的分界点。

3.对权利要求2中的S1.2步骤，其特征在于，EEMD分解结果和波动率计算模块作为自适应调阶模块的输入，EEMD滤波阶数值为输出，具体为：

S2.1.计算波动率：

式中：δ为功率平滑后的波动率，maxP_ref(l)和minP_ref(l)分别为平抑时间尺度为l时的功率最大值和最小值，P_N为风光装机额定功率；

S2.2.判断δ是否满足要求，如果满足，输出对应滤波阶数，否则加大滤波阶数的选取；

S2.3.将新的阶数下平滑后的结果重复S2.1、S2.2，直到输出结果。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一步低频分量用于并网，高频分量用于储能出力；具体为：

将k阶之后的所有IMF之和的低频部分作为并网输出功率，从第1阶到第k-1阶的IMF之和为高频部分，由储能电池吸收，即：

式中P′_bat和P′_ref分别为储能出力参考功率和并网目标参考功率；c_j(t)为固有模态函数，其代入值为所有固有模态函数均值。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，储能控制器将储能出力功率按比例分配给电池，具体为：

S3.1.判断充放电；

S3.2.判断每个电池荷电状态(SOC)是否满足条件；

S3.3.调用数据，计算每个电池功率分配比例。

6.根据权利要求5中S3.1步骤所述，其特征在于，充放电判断模块判断储能系统需要充电还是放电，具体为：

P′_ref＝P_w-solve+cP′_bat (6)

式中：P_w-solve为风电光电功率，c为±1，其中，c为1时，电池充电，c为-1时，电池放电。