一种海上风电混合储能容量的配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电混合储能容量的配置方法及装置，通过将海上风电混合储能系统的净负荷功率信号进行分解为多个I MF分量，根据每个I MF分量的信息熵，确定净负荷功率信号的频率分界点，以使将多个I MF分量划分为高频功率分量和低频功率分量；将高频功率分量和低频功率分量输入到混合储能系统容量配置模型中，以使基于DO优化算法，计算海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，以及混合储能系统全寿命周期的年综合成本；在确定当前迭代次数为预设最大迭代次数时，将年综合成本、混合储能功率和混合储能容量作为混合储能系统容量配置模型的输出；与现有技术相比，本发明专利技术的技术方案能实现对混合储能容量及功率的合理配置。率的合理配置。率的合理配置。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电混合储能容量的配置方法及装置


[0001]本专利技术涉及海上风电储能容量优化的
，特别是涉及一种海上风电混合储能容量的配置方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，针对海上风电技术的研究，主要集中在海上风电的制氢技术以及电能的运输及保存等方面，关于电能的运输与保存，是目前海上风电领域关注的重点问题；电能的运输和保存与海上风电储能容量的分配密切相关，需要综合考虑电力系统的可靠性、经济性和可持续性，以实现稳定、可靠的电力供应。
[0003]但现有技术中，在海上风电储能容量的分配时，往往缺乏对多个海上风电同时并网问题的考虑，且对于构建的储能优化配置模型，普遍使用粒子群算法进行求解，导致容易陷入局部最优解，且求解速度较慢，或基于改进小波分解与改进粒子群算法对功率进行分解，但是小波分解容易出现模态混叠的现象，导致功率分解出现误差，容易造成海上风电储能容量分配不合理的情况，因此，如何实现对海上风电储能容量进行合理分配是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种海上风电混合储能容量的配置方法及装置，实现对混合储能容量及功率的合理配置。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种海上风电混合储能容量的配置方法，包括：
[0006]获取海上风电混合储能系统的净负荷功率信号，对所述净负荷功率信号进行分解处理，得到多个IMF分量，计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，确定所述净负荷功率信号的频率分界点，并根据所述频率分界点，将所述多个IMF分量划分为高频功率分量和低频功率分量；
[0007]将所述高频功率分量和所述低频功率分量输入到混合储能系统容量配置模型中，以使所述混合储能系统容量配置模型基于DO优化算法，计算所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，并基于所述混合储能功率和所述混合储能容量，计算混合储能系统全寿命周期的年综合成本；
[0008]获取当前迭代次数，在确定当前迭代次数为预设最大迭代次数时，将所述年综合成本、所述混合储能功率和所述混合储能容量作为所述混合储能系统容量配置模型的输出。
[0009]在一种可能的实现方式中，获取海上风电混合储能系统的净负荷功率信号，具体包括：
[0010]获取所述海上风电混合储能系统的传统机组出力和海上风电机组出力，将所述传统机组出力和所述海上风电机组出力代入到净负荷功率信号计算公式中，得到海上风电混
合储能系统的净负荷功率信号；
[0011]其中，所述净负荷功率信号计算公式，如下所示:
[0012]P(t)＝P
GRID
(t)―P
WIND
(t)；
[0013]式中，P(t)为净负荷功率信号，P
GRID
为传统机组出力，P
WIND
为海上风电机组出力。
[0014]在一种可能的实现方式中，对所述净负荷功率信号进行分解处理，得到多个IMF分量，具体包括：
[0015]对所述净负荷功率信号进行希尔伯特变换，得到所述净负荷功率信号中每个IMF分量的IMF解析信号；
[0016]对所述IMF解析信号进行信号分解，得到多个IMF集合；
[0017]基于交替方向乘法，分别对所述多个IMF集合进行优化求解，到得到每个IMF集合对应的IMF最优解，并将所述IMF最优解作为所述IMF分量。
[0018]在一种可能的实现方式中，计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，确定所述净负荷功率信号的频率分界点，具体包括：
[0019]计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，计算每两个相邻IMF分量之间的互信息熵；
[0020]对所述互信息熵进行归一化处理，得到归一化互信息熵；
[0021]选取所述归一化互信息熵中的极小点，将所述极小点作为所述净负荷功率信号的频率分界点。
[0022]在一种可能的实现方式中，基于DO优化算法，计算所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，基于所述混合储能功率和所述混合储能容量，计算混合储能系统全寿命周期的年综合成本，具体包括：
[0023]获取所述混合储能系统容量配置模型的模型目标函数，基于所述DO优化算法对所述模型目标函数进行优化求解，得到所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，其中，所述混合储能功率包括蓄电池功率与超级电容功率，所述混合储能容量包括蓄电池储能与超级电容储能；
[0024]获取所述混合储能系统容量配置模型的模型约束，其中，所述模型约束包括储能荷电状态约束、功率平衡约束、储能充放电约束和储能容量约束；
[0025]基于所述模型约束对所述混合储能功率和所述混合储能容量进行修正处理，得到修正混合储能功率和修正混合储能容量；
[0026]基于所述修正混合储能功率和所述修正混合储能容量代入到所述模型目标函数中，计算得到混合储能系统全寿命周期的年综合成本。
[0027]在一种可能的实现方式中，所述模型目标函数如下所示，具体包括：
[0028]minC
HESS
＝C
BAT
+C
SC
+C
INV
；
[0029][0030]式中，C
HESS
为混合储能全生命周期内的综合成本，C
BAT
与C
SC
分别为蓄电池与超级电
容的运行成本，C
INV
为储能系统接入所需的变流器费用，R
cr
为资金回收系数，Y分别为混合储能中蓄电池和超级电容的使用寿命，通常定为固定值；c
BP
、c
BE
以及c
BY
分别为蓄电池的单位功率、容量以及运维成本，P
BN
与E
BN
分别为蓄电池的功率及容量,P
CN
与E
CN
分别为超级电容的功率及容量；c
CP
、c
CE
以及c
CY
分别为超级电容的单位功率、容量以及运维成本；以及分别为蓄电池以及超级电容接入时所需的逆变器单位功率成本。
[0031]在一种可能的实现方式中，所述模型约束包括储能荷电状态约束、功率平衡约束、储能充放电约束和储能容量约束，具体包括：
[0032]所述储能荷电状态约束，如下所示：
[0033][0034]式中，SOC(t)为t时刻的蓄电池与超级电容荷电状态，与分别为蓄电池荷电状态的上、下限；与分别为超级电容荷电状态的上、下限；
[0035]所述功率平衡约束，如下所示：
[0036][0037]式中，P
GRID
为传统机组出力，P
WIND
为海上风电机组出力，P
HESS
为混合储能系统的系统出力，P
SC
为超级电容出力，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，包括：获取海上风电混合储能系统的净负荷功率信号，对所述净负荷功率信号进行分解处理，得到多个IMF分量，计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，确定所述净负荷功率信号的频率分界点，并根据所述频率分界点，将所述多个IMF分量划分为高频功率分量和低频功率分量；将所述高频功率分量和所述低频功率分量输入到混合储能系统容量配置模型中，以使所述混合储能系统容量配置模型基于DO优化算法，计算所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，并基于所述混合储能功率和所述混合储能容量，计算混合储能系统全寿命周期的年综合成本；获取当前迭代次数，在确定当前迭代次数为预设最大迭代次数时，将所述年综合成本、所述混合储能功率和所述混合储能容量作为所述混合储能系统容量配置模型的输出。2.如权利要求1所述的一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，获取海上风电混合储能系统的净负荷功率信号，具体包括：获取所述海上风电混合储能系统的传统机组出力和海上风电机组出力，将所述传统机组出力和所述海上风电机组出力代入到净负荷功率信号计算公式中，得到海上风电混合储能系统的净负荷功率信号；其中，所述净负荷功率信号计算公式，如下所示:P(t)＝P
GRID
(t)―P
WIND
(t)；式中，P(t)为净负荷功率信号，P
GRID
为传统机组出力，P
WIND
为海上风电机组出力。3.如权利要求1所述的一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，对所述净负荷功率信号进行分解处理，得到多个IMF分量，具体包括：对所述净负荷功率信号进行希尔伯特变换，得到所述净负荷功率信号中每个IMF分量的IMF解析信号；对所述IMF解析信号进行信号分解，得到多个IMF集合；基于交替方向乘法，分别对所述多个IMF集合进行优化求解，到得到每个IMF集合对应的IMF最优解，并将所述IMF最优解作为所述IMF分量。4.如权利要求1所述的一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，确定所述净负荷功率信号的频率分界点，具体包括：计算每个IMF分量的信息熵，基于所述信息熵，计算每两个相邻IMF分量之间的互信息熵；对所述互信息熵进行归一化处理，得到归一化互信息熵；选取所述归一化互信息熵中的极小点，将所述极小点作为所述净负荷功率信号的频率分界点。5.如权利要求1所述的一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，基于DO优化算法，计算所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，基于所述混合储能功率和所述混合储能容量，计算混合储能系统全寿命周期的年综合成本，具体包括：获取所述混合储能系统容量配置模型的模型目标函数，基于所述DO优化算法对所述模型目标函数进行优化求解，得到所述海上风电混合储能系统的混合储能功率和混合储能容量，其中，所述混合储能功率包括蓄电池功率与超级电容功率，所述混合储能容量包括蓄电
池储能与超级电容储能；获取所述混合储能系统容量配置模型的模型约束，其中，所述模型约束包括储能荷电状态约束、功率平衡约束、储能充放电约束和储能容量约束；基于所述模型约束对所述混合储能功率和所述混合储能容量进行修正处理，得到修正混合储能功率和修正混合储能容量；基于所述修正混合储能功率和所述修正混合储能容量代入到所述模型目标函数中，计算得到混合储能系统全寿命周期的年综合成本。6.如权利要求5所述的一种海上风电混合储能容量的配置方法，其特征在于，所述模型目标函数如下所示，具体包括：min C
HESS
＝C
BAT
+C
SC
+C
INV
；式中，C
HESS
为混合储能全生命周期内的综合成本，C
BAT
与C
SC
分别为蓄电池与超级电容的运行成本，C
INV
为储能系统接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫斌杰，刘洋，林英明，朱誉，陆秋瑜，谢平平，刘念，曹飞，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：