[发明专利]基于功率频谱实时在线分析的混合储能协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于功率频谱实时在线分析的混合储能协调控制方法，属于新能源接入和微电网技术领域。

背景技术

随着我国常规能源供给形势日趋紧张和环境保护的迫切要求，越来越多的目光转向新能源，新能源的大力发展是解决能源短缺、能源利用与环境保护之间的尖锐矛盾的必然选择，光伏、风力发电等新能源发电技术得到了迅速发展，然而，新能源发电存在间歇性和供电不稳定性，大规模接入会对电网运行和管理带来的负面影响会日趋严重，因此，平抑新能源的输出功率波动对新能源的大规模并网具有重要意义。

光伏、风电等新能源发电具有很强的波动性，为了减小发电设备输出有功功率的波动，消除日功率负荷曲线的毛刺，需要储能系统对发电设备输出有功功率进行平滑处理，设计高效的控制优化策略，充分发挥储能容量的利用效率达到功率波动平抑目标，对于提高新能源功率波动平抑效果具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于功率频谱实时在线分析的混合储能协调控制方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于功率频谱实时在线分析的混合储能协调控制方法，包括以下步骤，

S1)设定平抑控制目标；

所述平抑控制目标为一定时间尺度内系统合成输出功率变化的预设目标；

S2)设定实测SOC为约束目标；

即分别设定超级电容和蓄电池的SOC上限值、SOC最大值、SOC下限值和SOC最小值；

S3)对功率样本频谱进行实时在线分析，得到功率样本频谱的幅值、频率以及Nyquist频率；

S4)确定混合储能系统总补偿频段和总输出功率；

S5)分别确定超级电容和蓄电池的补偿频段和输出功率；

S6)根据S2)的约束目标对超级电容输出功率进行约束调节，控制超级电容的储能输出进行功率波动平抑；

S7)根据S2)的约束目标对蓄电池输出功率进行约束调节，控制蓄电池的储能输出进行功率波动平抑。

平抑控制目标公式为，

其中，γ为平抑控制目标，P₀为目标总输出功率，max(P₀)、min(P₀)为目标总输出功率的最大值和最小值，P_race为额定功率。

步骤S3中，功率样本频谱的幅值为，

S_dg＝F(P_dg)＝[S_dg(1),...,S_dg(n),...，S_dg(N_s)]^T

其中，S_dg为功率样本频谱幅值，P_dg＝[P_dg(1),...,P_dg(n),...,P_dg(N_s)]^T为可再生能源功率输出样本数据，F(·)为离散傅里叶变换，P_dg(n)为第n个采样点数据，S_dg(n)为第n个采样点幅值，n∈[1,N_s]且为整数，N_s为采样点个数，T为样本时间窗；

功率样本频谱的频率为，

其中，f_dg(n)为第n个采样点频率，f_s为P_dg的采样频率，T_s为P_dg的采样周期；

功率样本频谱的Nyquist频率为，

其中，f_N为Nyquist频率。

确定混合储能系统总补偿频段和总输出功率的过程为，

A1)设定初始的补偿频段f_ps＝f_ps0；

A2)根据补偿频段f_ps，得到S₀；