[发明专利]一种考虑电池响应速度的混合储能自适应功率分配方法

说明书

本发明公开了一种考虑电池响应速度的混合储能自适应功率分配方法，包括如下步骤：首先，采用滑动平均滤波算法，计算最优窗口；根据最优窗口轨迹结合马尔可夫链模型得出滑动平均滤波自适应窗口的概率决策矩阵，采用穷举法计算出定步长情况下最优窗口数据的最优步长，根据定步长公式计算出方案决策公式；根据最优窗口轨迹的特点以及方案决策公式在概率决策矩阵以及定步长方法之间选择合适的自适应滤波方式对混合储能功率进行分配。本发明在考虑电池中低频段的响应速度的基础上，结合混合储能历史数据集的特点，分析得出混合储能自适应滤波方法，在保证系统稳定运行的同时降低锂电池的容量配置，提升经济性，有效保证混合储能系统的稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种考虑电池响应速度的混合储能自适应功率分配方法，属于新能源储能系统方法技术领域。

背景技术

风力发电、光伏发电不仅可以缓解社会上日益增加的能源需求，而且可以符合社会的可持续发展的理念。然而，风力发电、光伏发电的间歇性和不确定性提高了新能源系统中能量调度的难度。尽管风力发电、光伏发电并网可以缓解一定的能源需求，然而，由于在新能源发电当中广泛使用电力电子器件以及电力电子器件低惯量的特点，电网对新能源的友好度较差，随着风力发电、光伏发电在电网中装机容量的增加，新能源发电波动会逐渐对电网产生较大的影响。储能系统与风力发电、光伏发电相结合可以有效降低新能源发电的间歇性和不确定性，提高电网对新能源的友好度。采用储能可以有效弥补或吸收新能源发电过程中因预测精度所引起的功率偏差引。

受限于电池的响应速度，在新能源功率偏差波动较大的场合，电池无法独自吸收或弥补全部的功率，此时通过电池和超级电容组成的混合储能系统可以有效对功率偏差进行弥补和吸收。由电池和超级电容组成的混合储能系统运行原理为，将功率偏差分为低、中、高频三个部分，电池负责中低频段能量的交换，超级电容负责中高频段能量的交换。滑动平均滤波算法应用在混合储能系统当中的主要原理为通过滑动平均滤波窗口完成电池交换功率的计算，在电池交换功率确定的情况下，混合储能系统当中其余能量的交换由超级电容完成。尽管混合储能系统可以有效提高新能源发电的可靠性，然而其高昂的配置成本、运行和维护成本限制了其进一步的推广利用，而这一部分成本的来源主要是电池容量配置增加以及更换所引起的。因此需要采用一种合适的可进行功率分配的自适应滤波技术进而能够在混合储能系统运行的过程中完成滤波窗口的切换，降低电池的容量需求，充分发挥超级电容的作用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种考虑电池响应速度的混合储能自适应功率分配方法，进而能够提供一种混合储能经济性的自适应功率分配方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种考虑电池响应速度的混合储能自适应功率分配方法，包括以下步骤；

步骤一：根据电池的响应速度确定滑动平均滤波窗口的下限值，同时考虑到电池需要负责低频段能量的交换，由此确定滑动平均滤波窗口的上限值；

步骤二：根据混合储能系统的历史数据采取试错法确定历史数据下的最优窗口轨迹；

步骤三：根据混合储能的历史数据采用穷举法确定定步长方案下调节窗口的最优步长；

步骤四：根据步骤二所确定的最优窗口轨迹，利用马尔可夫链模型确定概率决策矩阵；

步骤五：根据步骤三定步长方案下确定的最优步长可以得到方案决策公式；

步骤六：根据最优窗口轨迹数据的特点以及方案决策公式在定步长方案以及概率决策矩阵方案之间选取合适的方案确定自适应滑动平均滤波下滤波窗口的确定。

进一步的，所述步骤二具体实现方式为在每一采样点时刻遍历所有窗口情况下对应的电池输出功率，并计算出直到该采样点为止对应的电池需求容量，并从中选出最小容量相对应的窗口值作为该采样点时刻对应的最优窗口值。

进一步的，根据步骤二中历史数据下得到的最优窗口轨迹利用一阶前向差分算法对最优轨迹的稳定性、连续性进行分析；