风储联合系统容量配置方法与流程

技术特征：

1.一种风储联合系统容量配置方法，其特征在于：将风电输出功率通过卡尔曼功率分解提取出风电并网功率部分和储能装置平抑功率部分，根据蓄电池及超级电容器运行互补特性，对储能装置平抑功率部分的低频区和高频区分别进行平抑，得到蓄电池目标输出功率及超级电容器目标输出功率，用高斯分布法分别拟合蓄电池目标输出功率及超级电容器目标输出功率的概率密度函数，对风储联合系统的储能容量进行配置。

2.根据权利要求1所述风储联合系统容量配置方法，其特征在于：卡尔曼功率分解的风储联合系统时间更新方程如公式(1)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{\left(P_{DFIG}^{-}\right)}_{k|k-1}={\left(P_{grid}\right)}_{k-1|k-1}\\ P_{k|k-1}^{-}=P_{k-1|k-1}+Q\end{array}\right.---\left(1\right);$

式中:(P_grid)_k-1|k-1为k-1时刻风电并网功率输出值；为k时刻先验证估算值；为k时刻先验证估算偏方差；P_k-1|k-1为k-1时刻后验证估算偏方差；Q为过程激励噪声协方差；

卡尔曼功率分解的风储联合系统状态更新方程如公式(2)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{K}_k=P_{k|k-1}^{-}\·{(P_{k|k-1}^{-}+R)}^{-1}\\ {\left(P_{grid}\right)}_{k|k}=\left\{{\left(P_{DFIG}^{-}\right)}_{k|k-1}+K_k\·\[{\left(P_{DFIG}\right)}_k-{\left(P_{DFIG}^{-}\right)}_{k|k-1}\]\right\}\\ P_{k|k}=(1-K_k)\·P_{k|k-1}^{-}\end{array}\right.---\left(2\right);$

式中:K_k为卡尔曼滤波增益系数矩阵；(P_grid)_k|k为k时刻风电并网功率输出值；(P_DFIG)_k为k时刻风电输出功率；P_k|k为k时刻后验证估算偏差值；R为测量激励噪声协方差；

将风电输出功率(P_DFIG)_k和风电并网功率(P_grid)_k|k作为卡尔曼功率提取的整定迭代量，依据公式(1)、公式(2)中的迭代关系，进行卡尔曼功率分解，划分出风电并网功率部分；根据风电并网准则判断风电并网功率变化最大限值是否满足要求；如果满足要求，则风电输出功率与风电并网功率差值即为储能装置平抑功率；如果风电并网功率变化最大限值不满足要求，则将协方差Q进行调整，同时对偏方差P_k-1|k-1进行k次时间尺度迭代，进行卡尔曼功率分解，直到划分出的风电并网功率满足风电并网功率变化最大限值要求为止，进而得到储能装置平抑功率；

将储能装置平抑功率P_HESS通过快速傅里叶变换确定储能装置的分界截止频率f_c，同时确立卡尔曼功率分解频域下低频滤波系数α_s及高频滤波系数β_s，并以此将储能装置平抑功率划分成低频区和高频区两部分；

将公式(1)中(P_grid)_k-1|k-1换成k-1时刻蓄电池功率输出值(P_b-ref)_k-1|k-1或k-1时刻超级电容器功率输出值(P_sc-ref)_k-1|k-1，将公式(1)中换成k时刻蓄电池的功率期望先验输出估算值或k时刻超级电容器的功率期望先验输出估算值将公式(2)中功率迭代式与各自滤波系数相结合，即低频区功率提取量α_s(P_HESS)_k、高频区功率提取量β_s(P_HESS)_k分别作为卡尔曼功率分解下蓄电池和超级电容器储能单元的整定迭代量；经迭代提取出各储能单元在k＝1,2···n时刻重构功率期望输出值如公式(3)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{\left(P_{b-ref}\right)}_{k|k}={\left(P_{b-ref}^{-}\right)}_{k|k-1}+K_k\[{\mathrm{\α}}_s\·{\left(P_{HESS}\right)}_k-{\left(P_{b-ref}^{-}\right)}_{k|k-1}\]\\ {\left(P_{sc-ref}\right)}_{k|k}={\left(P_{sc-ref}^{-}\right)}_{k|k-1}+K_k\[{\mathrm{\β}}_s\·{\left(P_{HESS}\right)}_k-{\left(P_{sc-ref}^{-}\right)}_{k|k-1}\]\end{array}\right.---\left(3\right);$

式中:为k时刻蓄电池的功率期望先验输出估算值，为k时刻超级电容器的功率期望先验输出估算值；(P_b-ref)_k|k为k时刻蓄电池目标输出功率，(P_sc-ref)_k|k为k时刻超级电容器目标输出功率；(P_HESS)_k为k时刻储能装置平抑功率；

经n时间段卡尔曼线性自回归估算后得到蓄电池目标输出功率P_b-ref及超级电容器目标输出功率P_sc-ref，用高斯分布法对各自储能单元的目标输出功率进行概率密度函数拟合，进而求出各储能单元的容量配置。