br>[0050] P〇[i]一一消除直流分量的功率数据（基准数据），在第i个采样点的数据。 阳化^ 消除直流分量的风力发电功率数据曲线，即将图1和图2整体下移了 9. 5976kW，纵 轴的基准线变为了 -9. 5976kW，图4为计算风力发电功率能量比的基准数据。
[0052] 3)假设特定频率和特定的功率数据。基于第二步中S。和，P。，假设一个特定频率 f(T= 1处)，则一组特定的功率数据Pi可W由式（4)和式（5)计算得到。 l'0+jO乂 <./'
[0053] Ml']-仙]; (4) 阳054] Pi=FI(Si) = [Pi[l]，...，Pi[i]，....，Pi[闲]T; (5) 阳05引 式中，F1 (S。)--对S进行IDFT;
[0056] Pi[i]-一特定的功率数据，在第i个采样点的数据；特定的功率数据Pi的周期区 间为O-T。
[0057] 4)引入了信号能量的概念，计算能量与基准能量的比例。本发明中引入了信号能 量的概念，其具体定义如下：
[0058] (6)
[0059] 式中，E-一信号的能量，在本发明中，信号为功率数据（包括消除直流分量的功率 数据（基准数据）W及特定的功率数据）；
[0060] x[i]-第i个采样点的功率数据。
[OOW] 功率数据Pu、Pi的能量分别为Eu、Ei，可W通过式（6)计算得到。另外，消除直流分 量的功率数据（基准数据）P。的E。为基准能量。
[00创能量Ei与基准能量E。比例的计算公式如下：
[0063]n=Ei/E〇； (7) W64] 具体流程如下： W65]a)设定能量比n。；
[0066]b)基于第二步中的S。的所有频率值，特定频率从低频（fmJ到高频（fmJ逐渐取 值，利用式（4)和（5)生成了新的特定功率数据Pi;
[0067] C)通过式（6)和式（7)，计算出能量Ei与基准能量的能量比n;
[0068]d)当能量比n达到设定值时，程序则停止，返回特定频率（最终）值f，而其对应 的周期T，即为配置时间。在程序中，当n-ne< = 0.005时，则认为能量比n已达到设定 值；n-n。< = 0. 005,即为程序中循环结束的判据。 W例具体流程如图5所示。
[0070] 确定配置时间的过程中，能量比n。的大小直接影响了配置时间，间接地影响了配 置储能的容量和独立风储系统的经济性，因此设定多大的能量比n。显得相当重要。对于 独立新能源系统，应该充分考虑到重要负荷的比例W及储能在独立系统的定位，设定适合 的能量比n。，得到实用的配置时间。 阳〇7U 本发明中假设能量比n。= 90%，研究风力发电功率的配置时间配置情况。
[0072] 5)将原始功率数据的平均值设定为储能功率P，则储能容量通过配置时间与储能 功率获得，即P*T。 阳073] 某地区风力发电功率的平均值为9. 5976kW，则配置风储系统的储能功率为 9.5976kW。
[0074] 依据不同的能量比n。，表1给出了某地区独立风储系统的相应的储能配置情况。 表1中，当保证风力发电功率（基准数据）能量的90%时，配置时间为63. 021化，时间比 较长，经济性较低；而当保证基准能量的80%、70%、60%时，配置时间分别降至30. 954比、 20. 045化、13. 292她，运=种情况下，既提高了故障时重要负荷的供电可靠性，同时也保证 了整个系统的经济性。综上，对于独立风储系统，可W综合风储系统的经济性和可靠性来配 置；为了保证更高的可靠性时，储能配置功率为9. 5976kW，容量为297. 0851kWh;为了权衡 经济性时，储能配置功率为9. 5976kW，容量为127. 5799k怖。
[0075] 表1某地区风力发电功率的储能配置情况（不同能量比）
[0076]
【主权项】
1. 一种确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 对已获取的功率数据进行离散傅里叶变换，获得幅频曲线； 2) 对功率数据进行频谱分析，消除直流分量，进行离散傅里叶反变换，获得消除直流分 量的功率数据，即基准数据； 3) 假设特定频率和特定的功率数据； 4) 引入信号能量的概念，计算能量与基准能量的比例； 5) 通过配置时间与储能功率计算得到储能容量。2. 根据权利要求1所述的确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在 于：在步骤1)中，傅里叶变换后的幅频结果公式：式中：N为采样点的个数；P为功率数据，P= [P[l]，…，P[i]，…，P[N]]T;F(P)为对功 率数据进行傅里叶变换；S[i]为第i个f[i]的幅值，S[i] =R[i]+jI[i]，R[i]和I[i]分 别为实部和虚部；f为采样频率，f[i] = f ? (i_l)/N。3. 根据权利要求1所述的确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在 于：在步骤2)中，消除直流分量的公式为：消除直流分量的功率数据（基准数据）P/Av式为： P0=F '(S0) = [P〇[l],...,P〇[i],....,P〇[N]]T; 式中，F YS。）为对S。进行离散傅里叶变换；PJi]为消除直流分量的功率数据（基准数 据），在第i个采样点的数据。4. 根据权利要求1所述的确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在 于：在步骤3)中，，假设一个特定频率f(T = 1/f)，则一组特定的功率数据P1公式为：P1=F '(S1) = 式中，F1(Sc)为对S1进行离散傅里叶变换；Pi[i]为特定的功率数据，在第i个采样点 的数据；特定的功率数据P1的周期区间为0-T。5. 根据权利要求1所述的确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在 于：在步骤4)中，信号能量定义如下：式中，E为信号的能量；x[i]为第i个采样点的功率数据； 能量E1与基准能量E。比例的计算公式如下： n = E1ZE006.根据权利要求1所述的确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其特征在 于：在步骤5)中，将原始功率数据的平均值设定为储能功率，通过配置时间与储能功率获 得储能容量。
【专利摘要】本发明是一种确定独立新能源系统接入储能装置容量的方法，其可应用于新能源相关领域的科学研究和工程应用。本发明中，依据风光功率数据，基于离散傅里叶变换理论和信号能量概念，提出了独立新能源系统的储能优化配置方法，可对独立风储系统、光储系统的储能进行优化配置。该发明能够依据用户需求来快速准确地配置储能的容量，从而满足实际工程储能设计的需求。
【IPC分类】H02J3/28
【公开号】CN105140940
【申请号】CN201510509660
【发明人】臧海祥, 郭勉, 卫志农, 孙国强, 孙永辉, 朱瑛, 陈 胜, 楚云飞
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月18日