基于頻譜分析的光伏發(fā)電混合儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、由于光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率受光照強(qiáng)度、溫度等因素的影響，具有較大的隨機(jī)性和波動性。光伏輸出功率的頻繁波動可能對電網(wǎng)正常運(yùn)行造成影響甚至威脅電網(wǎng)安全。儲能設(shè)備憑借其靈活的充、放電運(yùn)行特性，可以有效平抑光伏發(fā)電的功率波動，從而減少對系統(tǒng)的沖擊。當(dāng)功率變化較快且波動較大時，傳統(tǒng)單一儲能設(shè)備的容量往往需要很大才能完全滿足功率的平抑要求，同時，頻繁地充、放電運(yùn)行對單一儲能設(shè)備的壽命影響較大，大大降低了儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。將適用于平抑低頻功率波動的能量型

2、儲能器件和適用于平抑高頻功率波動的功率型儲能器件組合而成的混合儲能系統(tǒng)（Energy Storage System，ESS）同時具有兩類儲能設(shè)備的優(yōu)勢，在滿足平抑目標(biāo)的前提下，結(jié)合儲能設(shè)備運(yùn)行特性和循環(huán)壽命，配置混合儲能系統(tǒng)容量并進(jìn)行合理優(yōu)化，可以有效提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。本文針對用以平抑光伏輸出功率波動的混合儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化配置方法進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　?、俳Y(jié)合光伏電站功率波動要求提出了電網(wǎng)可接受功率波動率的計算方法，得到需要

3、儲能平抑的光伏平衡功率。通過快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform， FFT）的方法將原始時域下的光伏平抑功率變換至頻域進(jìn)行分析，結(jié)合不同儲能設(shè)備響應(yīng)頻率特性對各儲能平抑頻段進(jìn)行初步劃分和傅里葉濾波，再利用快速傅里葉逆變換（Inverse Fast Fourier Transform，IFFT）將濾波后各頻段的平抑功率轉(zhuǎn)換回時域，由此確定了儲能設(shè)備初始功率計算容量和初始能量計算容量。
　　②結(jié)合實(shí)際儲能設(shè)備額

4、定容量和荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）限額等設(shè)備參數(shù)，提出了對儲能初始計算容量的修訂方法，使儲能設(shè)備修訂后的容量滿足工程實(shí)際需求，對儲能配置選型具有實(shí)際意義。
　?、劬C合考慮儲能循環(huán)壽命帶來的設(shè)備更換問題，提出了光伏電站運(yùn)行年限內(nèi)各儲能設(shè)備所需數(shù)量的簡化計算方法，結(jié)合修訂后儲能設(shè)備容量，提出了通過對高、低補(bǔ)償頻段分割頻率進(jìn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)混合儲能系統(tǒng)總成本優(yōu)化的方法，確定滿足平抑目標(biāo)的前提下，系統(tǒng)總成本最低的混合儲能

5、系統(tǒng)分割頻率、容量組合和設(shè)備數(shù)量。建立了動態(tài)仿真模型從時域驗證所提出的儲能優(yōu)化配置方法下計算所得最優(yōu)混合儲能系統(tǒng)對光伏波動的平抑效果，并對各儲能設(shè)備SOC動態(tài)特性和儲能設(shè)備容量利用率進(jìn)行了研究分析。
　?、芨鶕?jù)光伏平衡功率的頻譜特性和高、低兩頻混合儲能系統(tǒng)容量利用率分析結(jié)果，進(jìn)一步提出了對功率補(bǔ)償頻段進(jìn)行高、中、低三頻劃分的混合儲能系統(tǒng)容量配置研究方法。建立了高、中、低三頻混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化模型，采樣遺傳算法優(yōu)化求得經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的混合