变化的优势，既可 实现其额定容量的充分利用，也可将其控制于限值范围内，图3a-图3b表明，本申请方法可 有效实现上述目标。
[0100] 2)算例2 :提取该风电场某年度7月份运行数据，计算结果如表格3所示；选取一 定时间截面区间PuB(t)、PuE(t)、SOCuB(t)、SOCut(t)分别如图 4a-4b、5a-f5b所示。 阳101] 表格3计算结果阳102]
阳103]表格3中相关评价指标同样均有较大幅度优化，其中LiB的启动次数相比减少 78. 3%，而平抑后的功率偏移量方差降低43. 5%;同时本申请目标函数数值F降低50. 8%。 总体而言达到了本申请方法的目标。
[0104]在充放电功率和荷电状态方面，该算例同样较好的实现了本申请方法的优化目 标。W5193点为例，该点同样放电平抑任务较重，需较大容量放电容量，此时两者同时启 动，LiB承担较大放电容量，但其SOC接近下限，此时化承担起了剩余放电功率，虽然此时 会增加其SOC偏移最佳运行点的程度，但该方法仍是平衡平抑效果、SOC非越限运行、各介 质充放功率协调=者的最佳方式。
[01化]3)算例3 :为进一步验证本申请方法，提取该风场11月份运行数据，计算结果如表 格4所示；选取一定时间截面区间PliB(t)、Puc(t)、SOCliB(t)、SOCuc(t)分别如图6a-6b、图 7a-7b戶Zf示。
[0106]表格4计算结果阳 107]
[0108] 表格4中相关评价指标同样均有较大幅度优化，其中LiB的启动次数相比减少 74. 4%，而平抑后的功率偏移量方差降低41. 6%;同时本申请目标函数数值F降低51. 8%。 总体而言达到了本申请方法的目标。在充放电功率和荷电状态方面，该算例同样较好的实 现了本申请方法的优化目标。
[0109] 综合上述算例可W看出，本申请提出的混合储能超前协调控制策略通过递进区间 优化有效实现了长时间运行状态的最优化。对于本申请重点探讨的各介质同时启动状态下 的充放功率分配问题，所提方法可保证各介质SOC运行状态及平抑效果的前提下使其得到 有效解决；同时本申请方法可W有效减小LiB的充放电转换次数，充分发挥Uc的介质特性， 并在平抑效果、SOC运行状态方面均有明显改善提升。
[0110] 该文构建混合储能控制的优化功率分配方案，并考虑实际条件约束，同时给出了 实现算法和求解步骤。利用实际风电场运行数据进行验证，根据SOC运行区间等多个评价 指标的分析结果，表明本申请控制方法高效可靠，具有一定的理论价值和实际应用价值。 阳111] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围W内。
【主权项】
1. 考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是，包括以下步骤： 平抑偏移量的计算：基于小波变换的多孔算法多尺度分解获取分离偏移量时序，通过 功率型和能量型储能介质独立承担平抑偏移量的高频和低频分量； 以锂电池LiB和超级电容Uc作为混合储能的构成介质，考虑影响HESS运行的荷电状 态SOC主导因素，以荷电状态SOC偏移方差最小为目标函数构建优化模型；并考虑充放电功 率和容量限值约束进行功率分配。2. 如权利要求1所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 平抑偏移量的计算时采用的公式为： Ptotal = P h fre+PI fre (l) 其中，Ptatal为混合储能的平抑偏移量；Ph h为偏移量的高频分量；Pi为偏移量的对 应低频分量。3. 如权利要求1所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 优化模型对应的目标函数为：其中，n为递进步长内充放区间数；SOCcipt UB、SOCciptu。分别为锂电池及超级电容最佳运 行荷电状态SOC ;S0CtlB(t)、SOCue(t)分别为本区间锂电池及超级电容的实时荷电状态SOC 数值，t sp%i分别为第i个充放电区间的起始和停止时刻，F为优化目标函数值。4. 如权利要求3所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， SOClib (t)、SOCuc (t)分别为 SOCint LlB、SOCint Uc、PLlB (t)、Puc (t)的函数： SOClib (t) = f (SOCintLlB,PLlB (t)) (3) SOCuc (t) = f (SOCintuc, Puc (t)) (4) 式中，Pub (t)、PUe (t)分别为锂电池LiB和超级电容Uc的充放电功率瞬时值，SOCint UB、 SOCintu。分别为锂电池LiB和超级电容Uc初始荷电状态。5. 如权利要求3所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 在该目标函数下，超级电容Uc优先动作模式中按既定充放电策略，锂电池LiB仅针对充放 电功率越限部分能量；而锂电池LiB主要动作模式下，在锂电池LiB启动且其充放电功率及 其变化率和荷电状态SOC均满足平抑条件时，将作为平抑能量主体，而超级电容Uc则在与 锂电池LiB充放状态一致的前提下决定自身是否启动及其荷电状态SOC变化趋势。6. 如权利要求1所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 约束条件主要包括充放电功率约束及SOC约束。7. 如权利要求6所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 充放电功率约束： Pmaxdischa LiB<P(t)〈P_cha LiB(5) P /D /D ⑷ 1 max discha Uc Xi ^ Xi max cha lie Xyj/ 其中， Pmaxdischa LiB?Pmaxcha UB分别为LiB的最大放电和充电功率；P max discha Uc，Pmax chaUc分 别为Uc的最大放电和充电功率，P(t)为充放电功率。8. 如权利要求6所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 荷电状态SOC约束 SOC議 LlB〈S0CLlB(t)〈S0C_LlB (7) SOCnin Uc<S0CUc(t)<S0Cnax Uc (8) 其中，S0C_ UB，SOCniax UB分别为LiB的最小和最大SOC值；SOC _ Ue, SOCniax U。分别为Uc 的最小和最大SOC值，SOCub (t)，SOCue⑴分别为LiB及Uc的荷电状态S0C。9. 如权利要求1所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 对于优化模型的求解步骤为： 1) 根据递进协调控制算法和本步长数据确定优化目标函数； 2) 设置粒子群维数D，最大迭代次数Mniax，收敛精度Othrash，同时初始化粒子群位置X和 速度V，并给定初始SOC int UB、SOCint u。数值； 3) 根据既定充放电策略和目标函数计算各粒子适应度值F ; 4) 将各粒子适应度值与自身粒子极值及全局粒子极值比较，若适应度值相对较小，则 更新各粒子个体极值etest及全局例子适应度极值g test; 5) 判断当前计算是否满足收敛条件，若是，则提取当前PUB、Pu。即为最优充放电功率； 若否，则更新各粒子位置X及速度V，并重复步骤3-5。10. 如权利要求9所述的考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，其特征是， 所述更新各粒子的位置X及速度V按照下式进行：其中，n为当前循环次数；cl、c2为粒子权重系数;w为惯性权重；rl、r2为（0, 1)内均 匀分布随机数；Xl、V1为第i维粒子的位置与速度；X A Vln分别为当前循环X p \的数值； Xln+1、Vln+1分别为下次循环X p V1的更新值；g为约束因子，etestl为第i维粒子的个体极值， g test为全局例子适应度极值。
【专利摘要】本发明公开了考虑核电状态偏差的混合储能优化功率分配方法，包括以下步骤：平抑偏移量的计算：基于小波变换的多孔算法多尺度分解获取分离偏移量时序，通过功和能量型储能介质独立承担平抑偏移量的高频和低频分量；以锂电池LiB和超级电容Uc作为混合储能的构成介质，考虑影响HESS运行的荷电状态SOC主导因素，以荷电状态SOC偏移方差最小为目标函数构建优化模型；考虑充放电功率和容量限值约束，构建混合储能介质的充放电功率分配模式；以实际风电场运行数据进行算例分析，计算结果表明本申请所提方法可有效实现混合储能系统的高效控制，具有一定实际应用价值。
【IPC分类】H02J3/28
【公开号】CN105140942
【申请号】CN201510650718
【发明人】杨立滨, 李春来, 张节潭, 牛阳
【申请人】国家电网公司, 国网青海省电力公司, 国网青海省电力公司电力科学研究院, 山东大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月9日