基于集合经验模态分解的微电网混合储能容量优化研究

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随着风电、光伏等可再生能源发电渗透率的提高,给电网的稳定、可靠运行带来巨大威胁,而微电网的提出为解决这一问题提供了新的解决思路。并网型微电网通过联络线与配电网连接,由于风、光出力的波动性,以及负荷峰谷差加剧了联络线的波动程度。因此,通过配置合理的储能装置可有效平滑联络线的功率波动。本文针对并网型微电网与配电网功率联络点波动问题,提出一种储能容量配置方法,即采用集合经验模态对混合储能功率进行分解,建立优化模型,采用自适应惯性权重粒子群求解混合储能容量。主要研究内容如下:(1)首先,结合并网型微电网系统结构特点,分析了风力发电机、光伏系统的工作原理及运行特性,介绍了磷酸铁锂电池与超级电容的突出优点,为后文的混合储能容量优化做铺垫。(2)其次,介绍了传统滤波方法的不足,随后引出集合经验模态;依据内蒙古某地微电网实测风、光、负荷历史数据,及联络线协议功率定义,求解出混合储能总功率,利用集合经验模态对其进行分解,得到不同时间尺度的特征模态;根据滤波阶数选取的不同,可获得不同阶数下对应的混合储能容量。(3)然后,以混合储能的成本、储能平抑联络线功率效果、能量供需平衡为目标函数,同时考虑混合储能安全运行的约束条件,采用自适应惯性权重粒子群优化算法对混合储能容量进行配置,为表述混合储能的平抑效果建立了评价指标。此外,为避免混合储能的深度充放电对其寿命的影响,采用模糊控制对混合储能的功率进行约束,考虑到超级电容运行中功率缺额问题,利用大容量的锂电池对其进行补偿,从而实现了储能荷电状态的二次优化。(4)最后,在MATLAB中建立并网型微电网模型,以内蒙古某地微电网为例,进行算例分析。通过与传统低通滤波方法进行比较,验证了本文所提集合经验模态分解方法在混合储能容量优化配置方面的优越性,以及模糊控制策略的有效性。
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