[发明专利]平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微网内储能系统容量规划、设计及优化的方法，特别是涉及一种基于联络线功率控制目标与净负荷(负荷减去可再生能源功率输出)输出之和频谱分析结果的平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法。

背景技术

以风力、光伏发电为代表的可再生能源具有间歇性、随机性及不确定性等特点。随着可再生能源渗透率不断增加，它们给电网的安全可靠运行带来了越来越多的挑战。微网将可再生能源供电系统、负荷、可控电源、储能系统等组合在一起，通过有限个公共联络点(通常为1个)与电网相连，为高渗透率可再生能源并网提供了有效的技术途径。储能系统凭借其可充可放的运行特性，能有效克服微网内可再生能源发电系统的波动性，提高微网对电网的“友好”程度。

微网内部电源按是否可控，可分为不可控电源和可控电源；前者以风力、光伏发电等为代表，后者以微型燃气轮机(MT)、柴油发电机、燃料电池等为代表。储能系统配合微网内部电源，可将微网与外部电网联络线功率控制在恒定值附近，以抵消高可再生能源渗透率对电网的不利影响。目前可再生能源渗透率微网联络线功率控制场景下的储能系统容量优化方法所考虑的因素不全面，所以相关储能系统容量的确定方法还不够深入，没有达到实用化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效给出满足联络线功率控制目标、微网内部电源、储能系统运行约束下的储能系统优化容量方案，实用、简单、快速且易于实现的平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法。

本发明所采用的技术方案是：一种平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法，包括有如下步骤：

1)确定合理的可再生能源输出功率及负荷样本数据，其中，可再生能源功率输出及负荷样本采样周期取大于等于1分钟，小于等于1小时的一个数值，所述的可再生能源功率输出及负荷样本数据包括采样周期或采样频率、采样起止时间、采样长度；

2)根据可再生能源输出功率及负荷样本数据，利用仿真法确定储能系统功率；

3)根据储能系统所需功率输出，利用仿真法获确定容量及初始SOC状态。

2.根据权利要求1所述的平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法，其特征在于，所述的利用仿真法确定储能系统功率，包括如下步骤：

(1)确定微网所需可控功率输出P_ned，并对其进行离散傅里叶变换；

(2)基于微网所需可控功率输出P_ned的频谱分析结果，确定满足微网联络线功率控制目标P_TL约束的可控电源所需补偿的频域范围及该可控电源所需补偿频域范围对应的时域功率输出；

(3)根据可控电源功率输出的理想值，在考虑储能系统充放电效率因素的影响下，确定能够保证储能系统连续稳定运行的储能系统功率输出，进而确定储能系统所需最大充放电功率，亦即其额定功率。

3.根据权利要求2所述的平滑微网联络线功率波动的储能系统容量优化方法，其特征在于，所述的确定微网所需可控功率输出P_ned，并对其进行离散傅里叶变换，具体是：

设定微网由间歇式可再生能源、可控电源、储能系统及负荷构成，相应输出分别由列向量P_gr、P_gc、P_ES0和P_L表示，为满足微网联络线功率控制目标P_TL需求，有如下功率约束：

P_gr-P_L+P_ES0+P_gc＝P_TL

P_gr[n]-P_L[n]+P_ES0[n]+P_gc[n]＝P_TL[n]    (1)

n∈{1，...，N_s}