[发明专利]一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法

说明书

本发明公开了一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法，方法如下：确定平抑波动控制目标，构建储能设备工作时的约束条件；获取负荷运行数据和历史气象数据；结合当地负荷情况，求取地区联络线的功率传输数据；滤波结果通过傅里叶反变换返回时域后波动率满足平抑目标要求，记录低通滤波器补偿频率初值；在初值附近设置多组滤波器滤波参数并计算巴特沃兹滤波器系数，对平滑后波动功率进行检验，当波动率不满足控制波动率要求时修改滤波器参数，直至全时段时间窗口功率波动满足要求；计算并最终获得功率型和能量型储能设备的容量配置结果。本发明避免了由于傅里叶反变换引起的循环卷积带来储能装置配置结果偏大的结果，并保证了储能配置策略经济合理。

技术领域

本发明涉及一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法，属于新能源储能设备规划技术领域。

背景技术

储能技术自首次提出以来经历了飞速的发展，现在主流的储能方式可以分为机械储能、电磁储能和电化学储能三种类型。另一方面，按照储能设备的响应速率可以分为功率型储能和能量型储能设备。前者以超级电容器、飞轮储能为代表，具有响应快(快速充放电)、寿命长、容量小等特点，适合补偿短时功率波动；后者以蓄电池为代表，具有容量大、响应慢(相比功率型储能)等特点，适合补偿长时功率波动。

我国微电网建设同国外起步相对较晚，现在在国内已有多个微电网示范工程应用中心。在这些微电网区域内接入了大量的分布式发电设备，这些发电设备的有功出力完全依赖于外界的气象条件。因此，环境因素以及微网区域内负荷波动的影响导致了地区同主网联络线存在一定的波动。这些波动无疑增加了电网设备的附加损耗，同时也为微网的稳定运行构成了一定的威胁。而储能装置由于其自身具有充放电特性，可以安装在微网地区并网点以存储或者释放电能平抑联络线中存在的功率波动。但是，由于缺乏针对联络线功率波动性控制的模式及准则，以控制联络线功率波动的储能配置方法相关研究还处于起步阶段。

传统的配置方法一般将波动信号视为高频扰动分量运用理想低通滤波器与联络线功率傅里叶变换结果相乘，再通过傅里叶反变换回时域中，对比平滑信号与原波动功率求取功率型和能量型储能配置方案。但是，实际上这样的方法将会不可避免的在反变换的过程中造成频域混叠现象，这样将会使得储能配置结果明显偏大，储能配置的经济性不高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法，考虑了频域递归滤波算法对于功率传输中高频分量的去除作用，避免了传统方法中由于傅里叶反变换引起的循环卷积所带来储能装置配置结果偏大的结果；本发明求取了满足平抑联络线功率波动要求情况下的最优巴特沃兹滤波器结构，即使得计算所得储能配置更加经济合理(如果巴特沃兹滤波器滤波参数选择不合适，可能会造成储能配置结果偏大)；另外，本配置方法保证系统在正常运行状态时储能装置满足规划约束条件，使得配置结果更具安全性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：

(1)确定联络线平抑波动控制目标，构建储能设备正常工作时的约束条件；

所述联络线平抑波动控制目标的确定方法如下：

记T_E时间段内的输出功率波动率为则在时间段内的输出功率波动率检验指标为；

其中，P_n为典型日内功率波动的最大值，分别为该时间段内最大与最小输出功率，判断目标功率输出是否满足功率平滑要求，需保证在全日内，任意T_E时间段中的功率波动率不超过设定的上限

(2)获取配电网新能源设备建设数据、负荷运行数据和历史气象数据；