考虑最佳期望输出与荷电状态的风电场储能容量优化方法

摘要

本发明公开了一种考虑最佳期望输出与荷电状态的风电场储能容量优化方法，包括：首先，提出以并网功率目标值偏移量方差最小为目标函数的最佳期望输出计算方法，消除平抑波动输出功率目标值设定的主观性，并作为储能容量最优化的前提；其次，引入储能荷电状态（SOC）参量，基于模糊控制理论根据SOC和充放电状态适时调整充放电功率，构建储能充放电策略，有效抑制过度充放；最后，由SOC关联的惩罚成本与运行成本之和最小建立优化模型，实现兼顾调度决策需求、储能运行寿命和经济性的储能容量最优化，相关优化问题利用改进的粒子群（PSO）算法进行求解。利用该方法所提求解算法快速有效，收敛能力强。

主权项

一种考虑最佳期望输出与荷电状态的风电场储能容量优化方法，其特征是，包括：首先，提出以并网功率目标值偏移量方差最小为目标函数的最佳期望输出计算方法，消除平抑波动输出功率目标值设定的主观性，并作为储能容量最优化的前提；其次，引入储能荷电状态即SOC参量，基于模糊控制理论根据SOC和充放电状态适时调整充放电功率，构建储能充放电策略，有效抑制过度充放；最后，由SOC关联的惩罚成本与运行成本之和最小建立优化模型，实现兼顾调度决策需求、储能运行寿命和经济性的储能容量最优化，相关优化问题利用改进的粒子群即PSO算法进行求解；所述最佳期望输出计算方法，包括A.目标函数，最佳功率输出计算的思想在于，脱离主观划定输出功率时窗的限制，以提升风功率利用效率和储能容量优化为目的，建立适用于任何时间段的目标值优化计算模型；B.约束条件，约束条件包括充放电功率约束和分段区间时间约束；1)充放电功率约束：为避免并网功率的剧烈波动或者冲激现象，考虑充放电约束：‑P_dischaLim·η_dis≤P_T(t)‑P_G.i≤P_chaLim  (3)式中，P_chaLim、P_dischaLim分别为储能系统的极限充放电功率，为表述统一，将放电看作为负充电过程，其大小以其绝对值为准；η_dis为储能的充放电效率，0<η_dis≤1；P_T(t)为选定t时间截面T内的风功率；P_G.i为第i区间段的目标功率值；P_T(t)‑P_G.i为第i个时间区间(t_i‑1，t_i]的功率偏移量，i＝1，2…k，k为正整数；2)分段区间时间约束：因考虑到区间长度对调度需求的影响，分段区间需满足一定时长约束；Δt_min≤t_i‑t_i‑1≤Δt_max  (4)式中Δt_min、Δt_max分别为最小、最大允许分段时间，考虑调度需求考虑Δt_min，而Δt_max与风功率波形有关。