[发明专利]一种基于巴特沃兹滤波器的储能配置方法

摘要

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。

主权项

1.一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时间段中的输出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；(3)将步骤(2)所获得的历史气象数据代入光伏和风机模型中，根据该光伏和风机模型的安装功率求出风电场的输出功率和光伏电站的输出功率；并将区域配网作为一个整体，该整体通过地区联络线与主网连接，计算该地区典型日联络线传输功率，所述地区典型日联络线传输功率为该地区新能源发电功率和负荷的差值，即需要通过储能装置平抑的波动功率；(4)对步骤(3)中计算所得的地区典型日联络线传输功率进行傅里叶分析，将所获得的傅里叶变换结果与一个理想低通滤波器相乘进行功率平滑，通过傅里叶反变换，检验获得的平滑功率是否满足步骤(1)中的输出功率波动率检验指标，当不满足时则逐次减小理想低通滤波器的通带大小，直至满足功率平滑要求，记录此时理想低通滤波器的截止频率，将该截止频率作为巴特沃兹滤波器的截止频率初始值；(5)运用巴特沃兹滤波器结构，在步骤(4)中所获得的截止频率初始值的±20％范围内设置多组截止频率，按照截止频率从高到低的顺序计算相应巴特沃兹滤波器系数，并用计算得到的巴特沃兹滤波器系数对已获得的联络线传输功率数据进行低通滤波，检验滤波后联络线功率是否满足步骤(1)中的输出功率波动率检验指标，当不满足时则修改巴特沃兹滤波器的滤波参数，直至滤波后联络线功率达到平滑性要求则执行步骤(6)；(6)计算通过巴特沃兹滤波器后的联络线输出功率与联络线原始功率的差值，根据储能设备运行情况考虑储能系统的综合效率，计算储能系统实际充放电功率，进而计算基于巴特沃兹滤波器结构下的功率型和能量型储能设备的容量配置结果。