[发明专利]混合储能系统的功率及容量配置方法及装置

说明书

本发明公开一种混合储能系统的功率及容量配置方法及装置，其中方法包括：确定混合储能系统的光伏出力波动率限值及置信度；对混合储能系统的输出功率进行频谱分析，确定混合储能系统输出功率的低通滤波时间常数限值；在低通滤波时间常数限值范围内，选择满足光伏出力波动率限值及置信度要求的两阶滤波时间常数，确定对应的混合储能系统中蓄电池及超级电容的参考输出功率，结合蓄电池及超级电容器充放电周期内的功率平衡约束，确定蓄电池及超级电容器的额定功率，并结合混合储能系统的荷电状态，确定蓄电池及超级电容器的额定容量。本发明可以实现对混合储能系统的功率及容量的优化配置，提高工程易用性及电池经济性。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及混合储能系统的功率及容量配置方法及装置。

背景技术

目前用于平抑新能源发电波动的混合储能系统容量配置方法的思路主要为建立以储能设备容量最小或成本最小为目标函数的量化模型，基于一定的约束条件，配置模型，并通过适当的数学算法对模型进行寻优求解以获得最优的混合储能容量。但目前并没有标准统一的目标函数和求解算法，难以在工程中应用。

目前还有一些技术采用滤波器进行混合储能的功率分配，由功率型储能补偿高频分量，能量型储能补偿低频分量，进而得到混合储能系统充放电功率指令，但未给出滤波时间常数的确定方法和容量优化配置方法。或者采用雨流计算法计算电池放电深度，根据等效循环寿命曲线建立电池的寿命量化模型；建立以储能系统年均最小成本为目标函数，综合考虑了光伏并网功率波动、电池的寿命成本等约束条件，建立了混合储能系统的容量配置模型，该技术说明混合储能系统替代单类型电池储能系统可以大幅度降低运行成本，但控制中未涉及混合储能系统的实际运行情况及充放电功率平衡。此外还有以储能的初建成本最小为目标，使用模糊控制策略修正储能的功率参考值，选取锂电池和超级电容器的功率和容量，但该方法要求锂电池SOC(State of Charge，荷电状态)变化范围很小，优化出的锂电池容量较大，延长了寿命，但经济性降低。

发明内容

本发明实施例提供一种混合储能系统的功率及容量配置方法，用以实现对混合储能系统的功率及容量的优化配置，提高工程易用性及电池经济性，该方法包括：

确定混合储能系统的光伏出力波动率限值及置信度；

对混合储能系统的输出功率进行频谱分析，确定混合储能系统输出功率的低通滤波时间常数限值；

通过对混合储能系统的输出功率进行二阶低通滤波，在所述低通滤波时间常数限值范围内，选择满足所述光伏出力波动率限值及置信度要求的两阶滤波时间常数；

确定选择的两阶滤波时间常数对应的混合储能系统中蓄电池及超级电容的参考输出功率；

根据蓄电池及超级电容器充放电周期内的功率平衡约束，对蓄电池及超级电容器的参考输出功率进行调整；

根据调整后的蓄电池参考输出功率确定蓄电池的额定功率，根据调整后的超级电容器参考输出功率确定超级电容器的额定功率；

根据调整后的蓄电池参考输出功率及混合储能系统的荷电状态，确定蓄电池的额定容量；根据调整后的超级电容器参考输出功率及混合储能系统的荷电状态，确定超级电容器的额定容量；

所述根据蓄电池及超级电容器充放电周期内的功率平衡约束，对蓄电池及超级电容器的参考输出功率进行调整，包括：

对每个超级电容器充放电周期内的超级电容器参考输出功率进行平移，使每个超级电容器充放电周期内的超级电容器平移后的参考输出功率之和为零；

对相应超级电容器充放电周期内的蓄电池参考输出功率进行反向等量平移，使混合储能系统的总输出功率不变；

对每个蓄电池充放电周期内的蓄电池参考输出功率进行再次平移，使每个蓄电池充放电周期内的蓄电池平移后的参考输出功率之和为零。