基于指数平滑与CEEMDAN的混合储能控制策略研究
发布时间：2021-09-24 06:05
随着风电并入电网渗透率的提高,其出力波动性会危及电力系统的安全稳定运行,混合储能装置的使用能很好地平抑风电并网的波动,改善电网的运行能力。为符合国家并网的标准,文章提出了混合储能控制策略。首先,运用指数平滑法滤除风电出力的高频分量得到并网功率;其次,采用自适应噪声的完整集合经验模态分解,将风电波动功率按频率高低依次划分为不同的固有模态分量,计算相邻固有模态分量的互信息来分离高频和低频分量,并分别由电池和超级电容承担低频、高频分量;为了消除荷电状态越限的问题,采用自适应调整分界点实现储能内部协调优化运行。算例结果表明,文章所提出的控制策略具有一定的适用性,能确保储能装置运行在安全荷电状态,延长其运行寿命。
【文章来源】：可再生能源. 2020,38(06)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
自适应调整荷电状态的流程图
采用互信息熵方法计算固有模态分量的信息熵。由表2所示结果可见，IMF2,3与IMF3,4之间的信息熵在递减，而IMF3,4与IMF4,5的信息熵在递增。因此，可以判断km i=3为第一个出现的极小值点。将该点作为次高频分量与高频分量的分界点，重构得到电池和超级电容所需要平抑的分量，如图6(b）所示，并将EEMD分解的结果图6(a）与之进行比较。图6(a),(b）分别表示经EEMD方法与CEEMDAN方法分解后重构的初级功率，由超级电容承担波动性较大的高频部分，由电池承担波动性较小的次高频部分。由图6可见，采用CEEMDAN方法的电池所承担的功率变化趋势比采用EEMD方法承担的功率变化趋势小，即电池的充放电次数较少；采用CEEMDAN方法的超级电容输出功率变化区间为[-3.633 MW,3.614 MW]，采用EEMD方法的超级电容变化区间为[-8.588 MW,8.861MW]，采用CEEMDAN方法所需的容量配置较小。
为了避免储能过充过放，须要对储能功率进行及时调节。由于超级电容在运行中容易出现剩余容量不足问题，导致储能荷电状态越限较频繁，因此首先对超级电容进行限值处理，然后再对电池进行调整。图7与图8分别表示经EEMD与CEEMDAN分解优化前与优化后的荷电状态。未调整前，超级电容的荷电状态都出现越限问题，通过减小超级电容的实际出力，即降低分界点kmi，使荷电状态不越限。两种方法都能将荷电状态控制在一定的范围。图8 采用CEEMDAN方法的混合储能荷电状态
【参考文献】：
期刊论文
[1]CEEMDAN与小波变换混合去噪方法在光纤陀螺监测系统信号去噪中的应用[J]. 徐朗,蔡德所. 水利水电技术. 2018(09)
[2]基于变分模态分解的混合储能系统协调控制[J]. 张晓宇,张建成,王宁,王冠. 中国电力. 2018(09)
[3]基于总体平均经验模态分解的混合储能系统协调优化控制[J]. 李大勇,都明亮,田春光,韩晓娟. 电力建设. 2018(04)
[4]基于经验模态分解互信息熵与同步压缩变换的微地震信号去噪方法研究[J]. 秦晅,蔡建超,刘少勇,卞爱飞. 石油物探. 2017(05)
[5]采用自适应小波包分解的混合储能平抑风电波动控制策略[J]. 吴杰,丁明. 电力系统自动化. 2017(03)
[6]利用储能系统平滑光伏波动的模糊聚类经验模态分解方法[J]. 杨锡运,曹超,任杰,高峰. 高电压技术. 2016(07)
[7]GB/T 19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》解读（英文）[J]. 王伟胜,迟永宁,张占奎,李琰. China Standardization. 2016(02)
[8]CEEMDAN去噪在拉曼光谱中的应用研究[J]. 韩庆阳,孙强,王晓东,李丙玉,高群. 激光与光电子学进展. 2015(11)
[9]基于小波分频与双层模糊控制的多类型储能系统平滑策略[J]. 吕超贤,李欣然,户龙辉,尹丽,胡京. 电力系统自动化. 2015(02)
[10]内蕴运行寿命测算的混合储能系统控制策略设计[J]. 严干贵,朱星旭,李军徽,穆钢,罗卫华,杨凯. 电力系统自动化. 2013(01)
本文编号：3407238
【文章来源】：可再生能源. 2020,38(06)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
自适应调整荷电状态的流程图
采用互信息熵方法计算固有模态分量的信息熵。由表2所示结果可见，IMF2,3与IMF3,4之间的信息熵在递减，而IMF3,4与IMF4,5的信息熵在递增。因此，可以判断km i=3为第一个出现的极小值点。将该点作为次高频分量与高频分量的分界点，重构得到电池和超级电容所需要平抑的分量，如图6(b）所示，并将EEMD分解的结果图6(a）与之进行比较。图6(a),(b）分别表示经EEMD方法与CEEMDAN方法分解后重构的初级功率，由超级电容承担波动性较大的高频部分，由电池承担波动性较小的次高频部分。由图6可见，采用CEEMDAN方法的电池所承担的功率变化趋势比采用EEMD方法承担的功率变化趋势小，即电池的充放电次数较少；采用CEEMDAN方法的超级电容输出功率变化区间为[-3.633 MW,3.614 MW]，采用EEMD方法的超级电容变化区间为[-8.588 MW,8.861MW]，采用CEEMDAN方法所需的容量配置较小。
为了避免储能过充过放，须要对储能功率进行及时调节。由于超级电容在运行中容易出现剩余容量不足问题，导致储能荷电状态越限较频繁，因此首先对超级电容进行限值处理，然后再对电池进行调整。图7与图8分别表示经EEMD与CEEMDAN分解优化前与优化后的荷电状态。未调整前，超级电容的荷电状态都出现越限问题，通过减小超级电容的实际出力，即降低分界点kmi，使荷电状态不越限。两种方法都能将荷电状态控制在一定的范围。图8 采用CEEMDAN方法的混合储能荷电状态
【参考文献】：
期刊论文
[1]CEEMDAN与小波变换混合去噪方法在光纤陀螺监测系统信号去噪中的应用[J]. 徐朗,蔡德所. 水利水电技术. 2018(09)
[2]基于变分模态分解的混合储能系统协调控制[J]. 张晓宇,张建成,王宁,王冠. 中国电力. 2018(09)
[3]基于总体平均经验模态分解的混合储能系统协调优化控制[J]. 李大勇,都明亮,田春光,韩晓娟. 电力建设. 2018(04)
[4]基于经验模态分解互信息熵与同步压缩变换的微地震信号去噪方法研究[J]. 秦晅,蔡建超,刘少勇,卞爱飞. 石油物探. 2017(05)
[5]采用自适应小波包分解的混合储能平抑风电波动控制策略[J]. 吴杰,丁明. 电力系统自动化. 2017(03)
[6]利用储能系统平滑光伏波动的模糊聚类经验模态分解方法[J]. 杨锡运,曹超,任杰,高峰. 高电压技术. 2016(07)
[7]GB/T 19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》解读（英文）[J]. 王伟胜,迟永宁,张占奎,李琰. China Standardization. 2016(02)
[8]CEEMDAN去噪在拉曼光谱中的应用研究[J]. 韩庆阳,孙强,王晓东,李丙玉,高群. 激光与光电子学进展. 2015(11)
[9]基于小波分频与双层模糊控制的多类型储能系统平滑策略[J]. 吕超贤,李欣然,户龙辉,尹丽,胡京. 电力系统自动化. 2015(02)
[10]内蕴运行寿命测算的混合储能系统控制策略设计[J]. 严干贵,朱星旭,李军徽,穆钢,罗卫华,杨凯. 电力系统自动化. 2013(01)
本文编号：3407238
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