[发明专利]考虑目标分解及其互补平抑的风电场复合储能容量规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种考虑目标分解及其互补平抑的风电场复合储能容量规划方法。

背景技术

目前，随着可再生能源发电渗透率的持续提升，其间歇性和波动性对当前电网带来的调控压力也在日益增加。储能系统因具备协调改变常规能量流传递时空规律的能力，成为可能解决可再生能力发电波动性重要的方式之一。与此同时，由于储能造价昂贵，运行成本高，目前可再生能源配置一定容量比重的储能系统平抑其波动性，平滑风电场功率输出，成为储能系统提升可再生能源可调可控能力的主要方式。

目前，已有诸多文献对于风电场储能系统的配置展开了相关研究，并主要集中在两个方面：其一，储能系统最优容量的配置计算；其二，储能系统的优化控制策略。前者属于容量规划范畴，在于利用典型历史运行数据，依据储能运行主导因素构建目标函数，确定实现风电场期望功率输出所需的最优储能容量；后者在于实现对实际储能运行系统的控制和调整，其目标一般为储能系统的经济运行或者波动平滑的有效性。上述研究对于推进可再生能源的储能配置及运行研究具有重要意义。

同时，伴随着研究推进，有学者对于上述文献中单一储能介质的选择的不足进行了探讨，指出优势特性互补的复合储能是储能技术未来重要的发展方向。复合储能可根据所选介质特性，构建协调合理的运行策略，弥补单一介质的不足，对于提升储能系统的适应能力和运行可靠性具有重要作用。目前也有文献对于符合储能系统的能量管理、运行控制等问题展开了探讨，例如张野，郭力，贾宏杰.基于平滑控制的混合储能系统能量管理方法[J].电力系统自动化，2012，36（16）：36-41；蒋平，熊华川.混合储能系统平抑风力发电输出功率波动控制方法设计[J].电力系统自动化，2013，37（1）：122-126；严干贵，朱星旭，李军徽等.内蕴运行寿命测算的混合储能系统控制策略设计[J].电力系统自动化，2013，37（1）：110-114；但对于复合储能容量优化配置研究相对较少。

文献--张坤，毛承雄，谢俊文等.风电场复合储能系统容量配置的优化设计[J].中国电机工程学报，2012，32（25）：79-87，利用自学习的神经网络考虑储能系统特性参数与平滑效果间的关系，并基于储能系统参数-平滑度、成本特性建立长期数学模型，获取复合储能系统的最佳参数组合，具有一定理论先进性。但文中利用自学习的神经网络探讨储能特性参数与平抑效果间的关系，未见明确的平抑功率目标和充放电策略的构建。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种考虑目标分解及其互补平抑的风电场复合储能容量规划方法，利用该方法复合储能系统可在等效运行成本、平抑效果、充放电次数等均得到优化。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种考虑目标分解及其互补平抑的风电场复合储能容量规划方法，步骤如下：

首先，针对复合储能系统介质特性分解平抑功率目标；

其次，构建具备各自优势发挥且能协调优化特征的复合系统充放电策略；

最后，建立以复合储能系统经济性运行为目标函数的容量优化配置模型，并基于粒子群（PSO）算法实现求解计算。

所述分解平抑功率目标的方法包括：

A.平抑功率目标，利用基于功率偏移量方差最小为目标的自适应期望输出确定方法，该目标下自行确定各阶段输出的总数k以及始末时刻，能够实现实际风功率输出与期望输出间偏差最小，既能提高风电利用效率，也利于降低储能所需容量；

B.期望平抑目标分解，其核心在于，将平抑功率目标输出依据储能介质特性分解为相应的任务目标，一方面促进储能介质各自优势发挥，另一方面利于构建推动其相互协调融合的充放电策略。