[发明专利]一种平滑新能源出力波动的储能优化配置方法

权利要求书

1.一种平滑新能源出力波动的储能优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：样本数据选择；

S2：样本数据分析；

S3：确定储能额定功率；

S4：确定储能额定容量；

S5：确定储能初始状态。

2.根据权利要求1所述的平滑新能源出力波动的储能优化配置方法，其特征在于，在步骤S1中的样本数据选择是指对新能源出力的典型样本数据进行选择，样本数据选择包含样本数据采样周期和样本数据长度选择两部分。

3.根据权利要求1所述的平滑新能源出力波动的储能优化配置方法，其特征在于，在步骤S2中，通过离散傅里叶变换对样本数据进行频谱分析，得到新能源出力的幅频特性如下式所示：

上式中，N为采样总数；i为时域中的采样各点；δ为频域中的采样各点；e为自然对数的底数；j为虚数单位；π为圆周率；由以上幅频特性可得到新能源出力功率波动的主要频率范围[w_min，w_max]，w_min，w_max分别为波动频率范围的下限值和上限值。

4.根据权利要求1所述的平滑新能源出力波动的储能优化配置方法，其特征在于，在步骤S3中，确定储能额定功率的具体步骤如下：

S3.1：确定一阶低通滤波的截止频率，采用一阶低通滤波原理，选择既能满足波动要求，储能容量又尽量小的截止频率，以储能放电功率为正，充电功率为负，可得到储能装置补偿功率、并网联络线功率与新能源出力功率的关系式如下：

上式中，P_L为新能源并网的联络线功率；P_DG为新能源出力功率；P_S为储能补偿功率；ω_cut为一阶低通滤波器截止频率；s为复频率；将s＝jω代入关系式，得幅频特性如下所示：

上式中，ω为新能源出力功率波动频率；

在新能源出力功率波动频率范围[w_min，w_max]内，采用试频法确定截止频率ω_cut；从低频开始逐渐向高频试，直到滤波后输出的联络线功率波动率小于并接近功率波动约束条件时，输出此时对应的截止频率即为最终较为理想的值，功率波动约束条件表达式如下所示：

上式中，PF_t表示在t时间段的联络线功率波动率；分别表示t时间段内最大与最小联络线功率；P_N为新能源出力的额定功率；PF_max为功率波动率的最大限值，为使功率曲线在满足平滑波动要求的同时提高储能配置的经济性，选取PF_max值为8％，在每一个连续时间段T内，计算式如下所示：

上式中，分别为每1个连续时间段T内的最大与最小输出功率；k表示从第1个采样数据开始每1个连续的时间段起点，其中T/T_s取整；T_s为样本数据采样周期；N为采样点数；

S3.2：确定储能额定功率，储能额定功率为储能所需补偿功率绝对值的最大值，其计算式如下所示：

上式中，P_SN为储能额定功率；P_S[i]为在第i个采样点下考虑充放电效率的储能实时补偿功率，储能补偿功率需要满足充放电量均衡的约束，即在整个运行周期内，储能净充放电电量之和为0，其约束表达式如下所示：