基于頻譜分析的光伏發(fā)電混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì).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(dòng)性。光伏輸出功率的頻繁波動(dòng)可能對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行造成影響甚至威脅電網(wǎng)安全。儲(chǔ)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(dòng)，從而減少對(duì)系統(tǒng)的沖擊。當(dāng)功率變化較快且波動(dòng)較大時(shí)，傳統(tǒng)單一儲(chǔ)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(shí)，頻繁地充、放電運(yùn)行對(duì)單一儲(chǔ)能設(shè)備的壽命影響較大，大大降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。將適用于平抑低頻功率波動(dòng)的能量型

2、儲(chǔ)能器件和適用于平抑高頻功率波動(dòng)的功率型儲(chǔ)能器件組合而成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)（Energy Storage System，ESS）同時(shí)具有兩類儲(chǔ)能設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，在滿足平抑目標(biāo)的前提下，結(jié)合儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行特性和循環(huán)壽命，配置混合儲(chǔ)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(duì)用以平抑光伏輸出功率波動(dòng)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?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(dòng)要求提出了電網(wǎng)可接受功率波動(dòng)率的計(jì)算方法，得到需要

3、儲(chǔ)能平抑的光伏平衡功率。通過(guò)快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform， FFT）的方法將原始時(shí)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(chǔ)能設(shè)備響應(yīng)頻率特性對(duì)各儲(chǔ)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(shí)域，由此確定了儲(chǔ)能設(shè)備初始功率計(jì)算容量和初始能量計(jì)算容量。
　?、诮Y(jié)合實(shí)際儲(chǔ)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(duì)儲(chǔ)能初始計(jì)算容量的修訂方法，使儲(chǔ)能設(shè)備修訂后的容量滿足工程實(shí)際需求，對(duì)儲(chǔ)能配置選型具有實(shí)際意義。
　?、劬C合考慮儲(chǔ)能循環(huán)壽命帶來(lái)的設(shè)備更換問(wèn)題，提出了光伏電站運(yùn)行年限內(nèi)各儲(chǔ)能設(shè)備所需數(shù)量的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，結(jié)合修訂后儲(chǔ)能設(shè)備容量，提出了通過(guò)對(duì)高、低補(bǔ)償頻段分割頻率進(jìn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)混合儲(chǔ)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(chǔ)能

5、系統(tǒng)分割頻率、容量組合和設(shè)備數(shù)量。建立了動(dòng)態(tài)仿真模型從時(shí)域驗(yàn)證所提出的儲(chǔ)能優(yōu)化配置方法下計(jì)算所得最優(yōu)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)光伏波動(dòng)的平抑效果，并對(duì)各儲(chǔ)能設(shè)備SOC動(dòng)態(tài)特性和儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)容量利用率分析結(jié)果，進(jìn)一步提出了對(duì)功率補(bǔ)償頻段進(jìn)行高、中、低三頻劃分的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置研究方法。建立了高、中、低三頻混合儲(chǔ)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