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光伏波动平抑下改进K-means的电池储能动态分组控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 1-11页

作者：余洋陆文韬陈东阳刘霡夏雨星郑晓明新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学(保定)) 河北保定071003 国网山西省电力公司经济技术研究院山西太原030001

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并... 详细信息

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并网指令。其次,设计了改进侏儒猫鼬优化算法(improved dwarf mongoose optimizer,IDMO),并利用它对传统K-means聚类算法进行改进,加快了聚类速度。接着,制定了电池单元动态分组原则,并根据电池单元SOC利用改进K-means将其分为3个电池组。然后,设计了基于充放电函数的电池单元SOC一致性功率分配方法,并据此提出BESS双层功率分配策略,上层确定电池组充放电顺序及指令,下层计算电池单元充放电指令。对所提策略进行仿真验证,结果表明,所设计的IDMO具有更高的寻优精度及更快的寻优速度。所提BESS平抑光伏波动策略在有效平抑波动的同时,降低了BESS运行寿命损耗并提高了电池单元SOC的均衡性。

关键词：电池储能系统波动平抑功率分配改进侏儒猫鼬优化算法改进K-means聚类算法

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平抑风电波动的电-氢混合储能容量优化配置

中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1397-1405,I0012页

作者：袁铁江郭建华杨紫娟冯亚杰王进君大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024

针对电-氢混合系统协同平抑接入新型电力系统的新能源波动问题,提出考虑碱性电解槽运行特性的电-氢混合储能容量优化配置方案。首先,基于经验模态分解,将原始风电功率信号分解为符合波动量限值的直接并网分量和混合储能功率任务;在综合... 详细信息

针对电-氢混合系统协同平抑接入新型电力系统的新能源波动问题,提出考虑碱性电解槽运行特性的电-氢混合储能容量优化配置方案。首先,基于经验模态分解,将原始风电功率信号分解为符合波动量限值的直接并网分量和混合储能功率任务;在综合考虑电化学储能和氢储能介质充放电功率约束和存储状态约束的基础上,制定计及碱性电解槽运行特性的混合储能能量管理策略。基于此策略,以综合成本最小为目标,建立用于平抑风电波动的电-氢混合储能容量配置模型,并通过实际数据进行计算分析。算例结果表明,所提策略下的容量配置方案,在满足平抑需求的前提下,可以有效提高系统经济性。

关键词：氢储能混合储能波动平抑能量管理策略

基于SG-IDDBO-VMD的风光互补复合波动平抑策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：汪茹康王健徐钢邓振宇张真华北电力大学能源动力与机械工程学院国网青海省电力公司电力调度控制中心

针对风光电场出力波动性冲击电网稳定运行问题，提出一种考虑风光互补特性的混合储能平抑复合功率波动策略。该方法基于风光发电系统，在满足功率波动限值基础上通过Savitzky-Golay（SG）滤波算法分离并网功率与混合储能功率。考虑分解... 详细信息

针对风光电场出力波动性冲击电网稳定运行问题，提出一种考虑风光互补特性的混合储能平抑复合功率波动策略。该方法基于风光发电系统，在满足功率波动限值基础上通过Savitzky-Golay（SG）滤波算法分离并网功率与混合储能功率。考虑分解余量产生的影响，对混合储能功率进行两阶段变分模态分解（VMD），其中VMD参数由改良蜣螂优化算法（IDDBO）得出，同时结合互信息熵判断高低频率分界点并完成重构，从而得到超级电容与蓄电池功率。基于此策略，以混合储能年综合成本最低为目标，记及混合储能系统约束条件优化储能容量，并通过典型日进行验证。结果表明，所提策略能够更精确地分配储能分量，实现不同形式储能优势互补，同时能有效平滑并网功率，提高电网稳定性。

关键词：波动平抑混合储能蜣螂优化算法变分模态分解风光互补

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光储系统并网功率波动平抑及储能优化配置

发电技术 2024年第3期45卷 423-433页

作者：赵斌梁告姜孟浩邹港王力长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114 深圳本贸科技股份有限公司广东省深圳市518057

【目的】电池储能是保证光伏发电系统可靠性、提高光伏发电利用率的有效手段之一,但在光储电站中存在功率波动平抑难、储能容量配置不合理等问题,为解决这些问题,开展了相关研究。【方法】针对能量型电池储能,分析了调度模式和自主模式... 详细信息

【目的】电池储能是保证光伏发电系统可靠性、提高光伏发电利用率的有效手段之一,但在光储电站中存在功率波动平抑难、储能容量配置不合理等问题,为解决这些问题,开展了相关研究。【方法】针对能量型电池储能,分析了调度模式和自主模式特性,提出了一种基于储能运行在调度模式的光储系统限功率平抑策略,以实现功率平抑和减少储能充放电频繁切换。建立了以最小光储系统弃电损失为优化目标,以功率波动越限概率等作为约束条件的优化模型,并利用算法对储能配置进行求解和优化。以西藏朗明桑珠孜50 MW光储电站为例,验证了所提平抑策略的有效性。【结果】所提平抑策略在不增加储能充放电切换次数的前提下,将光储系统并网功率波动越限概率由25.64%降至6.41%,且并网功率波动越限概率为5%时,该50 MW并网光伏电站储能系统最优配置为14.5 MW/94 MW·h。【结论】所提抑策略及储能优化配置方法可为并网光储电站优化设计和运行提供技术参考。

关键词：光伏发电光储系统电池储能系统波动平抑优化配置

多源配网主动孤岛恢复过程电压频率波动的平抑方法

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上海交通大学学报 2022年第5期56卷 543-553页

作者：陈春高靖曹一家王炜宇赵龙长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 长园深瑞继保自动化有限公司广东深圳518057

多源配网主动孤岛恢复是极端条件下保障关键负荷供电的重要手段,有利于提高配电网的供电可靠性.主动孤岛恢复过程中存在负载和分布式电源组网瞬间产生暂态电压、频率波动的问题,影响孤岛安全稳定运行,严重时还会出现组网失败.为此,考虑... 详细信息

多源配网主动孤岛恢复是极端条件下保障关键负荷供电的重要手段,有利于提高配电网的供电可靠性.主动孤岛恢复过程中存在负载和分布式电源组网瞬间产生暂态电压、频率波动的问题,影响孤岛安全稳定运行,严重时还会出现组网失败.为此,考虑储能系统功率响应的快速性,建立基于储能控制的主动孤岛动态组网电压、频率波动平抑模型,设计电压电流双环前馈扰动补偿控制系统,提出改进双环控制的储能系统矢量控制方法,解决了传统V/f控制电压偏移和电压波动过大问题.依据黑启动原则,利用MATLAB/Simulink软件搭建不同控制方式下的仿真模型,仿真结果表明:相较于采用传统V/f控制,基于矢量法的改进双环控制具有较强的抗干扰能力,能够明显改善孤岛黑启动自组网过程和孤岛并入主网瞬间的电压及频率波动,提高系统的动态响应性能.

关键词：多源配网主动孤岛恢复自组网波动平抑改进双环控制

基于时频分析的改进小波包风电功率波动平抑方法

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太阳能学报 2022年第7期43卷 302-309页

作者：齐先军郑夕炜王晓蓉韩平平新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 合肥230009 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

针对传统小波包风电波动平抑方法存在的过度平抑问题,提出一种基于时频分析的改进小波包平抑方法。首先,找出功率最大变化范围超过波动标准的时刻对集合,利用小波包对风电功率进行小波分解得到各频段分量;然后,从高频到低频依次对各频... 详细信息

针对传统小波包风电波动平抑方法存在的过度平抑问题,提出一种基于时频分析的改进小波包平抑方法。首先,找出功率最大变化范围超过波动标准的时刻对集合,利用小波包对风电功率进行小波分解得到各频段分量;然后,从高频到低频依次对各频段分量在时刻对集合上进行局部削峰填谷,直到风电功率满足波动标准,从而得到平抑后的风电并网功率和储能功率指令;最后,对波动平抑效果进行评价。算例仿真表明该方法在满足风电波动标准的基础上,减小了储能功率指令的累积功率和充放电切换次数,有利于降低储能配置成本、延长储能寿命。

关键词：风电功率储能小波分解时频分析小波包波动平抑

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考虑碳效益和运行策略的风电场储能优化配置

太阳能学报 2024年

作者：刘道兵李珏岑齐越郭营营鲍妙生三峡大学电气与新能源学院

中国碳交易及辅助服务市场的逐步开放丰富了新能源电站储能的收益模式，提出一种考虑碳效益和运行策略的风电场储能优化配置方法。首先，构建储能综合效益计算模型，考虑储能增发电量效益、调频效益、碳效益和全寿命成本；其次，为协调... 详细信息

中国碳交易及辅助服务市场的逐步开放丰富了新能源电站储能的收益模式，提出一种考虑碳效益和运行策略的风电场储能优化配置方法。首先，构建储能综合效益计算模型，考虑储能增发电量效益、调频效益、碳效益和全寿命成本；其次，为协调储能同时参与风电平抑和辅助调频，建立储能运行-配置双层模型。上层模型以储能出力最小和充放能力最大为目标，采用模型算法控制求解平抑作用域，兼顾可充放电能力确定调频作用域。基于作用域制定考虑SOC的多场景协调运行策略。下层储能优化配置模型以综合效益最大为目标，上层求解结果和运行策略为约束，采用哈里斯鹰算法求解。最后，通过算例验证了所提风电场储能优化配置方法有效性。

关键词：储能风电碳效益波动平抑辅助调频服务

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基于改进小波包方法的风功率波动平抑

电源学报 2023年

作者：桑盛鹏石开明李凯曹仕通苟于亮内蒙古工业大学电力学院

针对传统小波包分解在风电功率波动平抑过程中存在着过度平抑的问题，基于时频分析的基础上，引入高频分量的平抑系数，提出一种改进的小波包分解方法。首先找出功率波动越限的时间集合，利用传统小波包分解得到各个频段的分量；其次，... 详细信息

针对传统小波包分解在风电功率波动平抑过程中存在着过度平抑的问题，基于时频分析的基础上，引入高频分量的平抑系数，提出一种改进的小波包分解方法。首先找出功率波动越限的时间集合，利用传统小波包分解得到各个频段的分量；其次，通过目标函数和约束条件来确定最佳平抑系数，从最高频分量开始依次对越限时间集合内的功率分量进行平抑，直到满足两种时间窗口下的波动限制；最后，对平抑效果进行评价。经算例仿真分析，在不同场景中改进的小波包方法在满足波动限制的前提下，都可以降低储能的充放电累积量，并使储能的出力水平维持在较好的状态。

关键词：风电功率小波包分解波动平抑平抑系数储能

基于自适应变分模态分解的光储混合系统功率波动平抑机制研究

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基于自适应变分模态分解的光储混合系统功率波动平抑机制研究

作者：许芬浙江大学

学位级别：硕士

光伏发电面临间歇性、随机性和波动性等问题,大规模并网可能会给电网运行带来安全性和稳定性挑战。本文提出利用不同特性的储能元件组成混合储能系统,通过与光伏电站优势互补,组成光储混合系统,以期达到有效平抑光伏并网功率的波动的目... 详细信息

光伏发电面临间歇性、随机性和波动性等问题,大规模并网可能会给电网运行带来安全性和稳定性挑战。本文提出利用不同特性的储能元件组成混合储能系统,通过与光伏电站优势互补,组成光储混合系统,以期达到有效平抑光伏并网功率的波动的目的。建立了光储混合系统中光伏电池、铅炭电池和超级电容器的数学模型,其中光伏电池模型表现出良好的I-U特性和P-U特性,铅炭电池展现良好的储能能力,超级电容器具备快速充放电能力,进而提出了用于平抑光伏功率波动的光储混合系统并网结构。提出了基于相似日理论和Elman神经网络的光伏发电功率预测模型。基于皮尔逊相关系数确定气象特征向量,通过计算历史日与预测日的相似程度选取相似日。建立Elman神经网络,对三种天气类型下的光伏发电功率分别进行预测。基于甘肃省某50 MW光伏电站的实测数据进行仿真,算例结果表明,预测模型在三种天气类型下都具有较高的预测精度,最大的平均绝对百分比误差为11.86%,均方根误差为1.39 MW,可生成典型光伏场景,作为后续平抑光伏功率波动的算例数据。提出了基于自适应变分模态分解(VMD)的混合储能系统平抑光伏功率波动方法,可以自适应地确定分解模态数和并网模态数。采用VMD-Hilbert方法将混合储能系统的低频和高频功率分别分配给铅炭电池和超级电容器。建立了混合储能系统经济性评估模型,结果表明,典型光伏场景经自适应变分模态分解后,三种天气类型下的最大光伏功率波动率分别降至8.53%/5 min、9.72%/5 min和9.60%/5 min,满足光伏并网波动标准。基于对并网模态数的优化,晴天和多云天混合储能系统的功率配置可分别降低36.25%和28.59%。与使用经验模态分解(EMD)相比,多云天混合储能系统全寿命周期年化成本降低了27.39%。该研究期望能够为光伏电站制定功率波动平抑策略、安全稳定并网提供借鉴和参考。

关键词：光伏发电混合储能系统自适应变分模态分解功率预测波动平抑