[发明专利]一种“光-储”发电系统混合储能配置方法

说明书

本发明提出一种“光‑储”发电系统混合储能配置方法，可为光伏电站进行混合储能规划，包括以下步骤：S1，整理光伏电站出力数据与电站所在地气象资料，并统计各典型天气日的时间占比；S2，对各典型天气日光伏出力进行分解，得到各典型天气日对应的目标出力曲线与高、低频波动分量；S3，结合各典型天气日时间占比，绘制高、低频波动分量直方图并拟合概率密度曲线；S4，依据光伏电站运行期、储能循环次数与S3中确定的混合储能功率，选取合适的混合储能组合；S5，构建以全生命周期成本最小和目标出力满足度最大为目标混合储能容量优化模型；S6，采用多目标优化算法求解，得到最优的“光‑储”发电系统混合储能容量配置方案。

技术领域

本发明涉及新能源发电系统混合储能容量配置领域，更具体的说，是涉及一种“光-储”发电系统混合储能配置方法。

背景技术

随着我国能源结构深化调整和不断提高的能源及减排需求，清洁低碳能源在能源供给侧发挥着日趋重要且不可替代的作用。近年来，光伏产业发展迅速，开发规模日益增大，这导致光伏出力波动性、间歇性等特点对其出力稳定性的影响日益严重，这会增加光伏发电的上网难度，也会造成大量的资源浪费。因此，为了提高光伏电站的出力稳定性，充分利用资源，需要为其配备适量的储能装置。然而，光伏电站出力波动大，对储能的需求较高，单一的储能类型很难满足其多方面需求，从而提出利用混合储能的方式，充分发挥多种储能的优势，更好的满足光伏电站的多方面需求。

按照储能发电特性，可将其分为功率型储能与能量型储能两大类。功率型储能功率密度高、循环寿命长、充放电响应快，适于平抑光伏出力的高频波动；能量型储能能量密度高、储能容量大，适于平抑光伏出力的低频波动。不同的储能方式系统成本、循环寿命等储能特性存在差异。因此，对“光-储”发电系统混合储能容量合理配置方法的研究十分有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种“光-储”发电系统混合储能配置方法，该方法可实现在光伏电站装机容量确定的条件下，基于各典型天气日光伏出力数据，确定光伏电站混合储能容量最优配置方案，为光伏电站的储能规划提供技术支持，适用于在我国“光-储”发电系统混合储能容量配置中推广应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种“光-储”发电系统混合储能配置方法，包括以下步骤：

(S1)根据光伏电站历史出力数据，得到不同典型天气日(晴天、多云、雨天、雪天)的1分钟级出力过程；根据研究区域的气象资料，统计得到各典型天气日(晴天、多云、雨天、雪天)的时间占比；

(S2)采用小波分解信号处理方法，对光伏电站各典型天气日的1分钟级出力波动数据进行分解，进而得到目标出力曲线、高频波动分量与低频波动分量；

(S3)根据各典型天气日时间比例，对其高、低频分量数据量进行倍比放大，进而分别对高频波动分量与低频波动分量数据进行统计，绘制频率直方图，并进行概率密度曲线拟合。再依据拟合所得的概率密度曲线，可求得不同置信水平对应的置信区间，该区间边界绝对值的最大值即为储能功率。其中，高频波动分量对应的储能功率为功率型储能功率，低频波动分量对应的储能功率为能量型储能功率；

(S4)根据光伏电站运行期、储能循环次数及步骤3确定的混合储能功率，选择具体的功率型储能技术与能量型储能技术；

(S5)构建以全生命周期成本最小和目标出力满足度最大为目标混合储能容量优化模型；

(S6)将步骤1中所得的各典型天气日时间占比，步骤2中所得的各典型天气日的目标出力曲线、高频功率曲线、低频功率曲线，步骤3中确定的功率型储能功率与能量型储能功率，以及各储能技术基本参数等资料作为步骤5的输入，采用多目标优化算法进行求解，从而得到最优的混合储能容量配置。

步骤(S5)中所建立的数学模型由目标函数、决策变量和约束条件构成，具体如下所示：