本申請涉及光儲場站功率控制，具體涉及一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、光伏電站的出力受光照強(qiáng)度、溫度、相對濕度等氣象條件影響顯著，具有強(qiáng)波動性、不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，容易導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動、電壓不穩(wěn)定及調(diào)頻能力下降等問題。現(xiàn)有的光儲場站控制系統(tǒng)，多采用“光伏優(yōu)先”或“儲能優(yōu)先”的固定策略，未充分挖掘儲能系統(tǒng)在平抑波動、優(yōu)化能量配置中的潛在價(jià)值。
2、目前通過濾波方法在提取光儲場站并網(wǎng)功率時(shí)，如滑動平均法、小波包分解算法，通常以單一時(shí)間尺度確定平滑程度，無法兼顧不同時(shí)段光伏出力的波動差異。針對光伏出力在不同時(shí)段的差異化特征，亟需一種能夠根據(jù)實(shí)時(shí)波動強(qiáng)度自適應(yīng)調(diào)整濾波時(shí)間尺度與分解層數(shù)的并網(wǎng)功率提取方法，避免傳統(tǒng)固定參數(shù)方法在光伏出力波動場景下的性能衰減，提升光儲場站對復(fù)雜工況的適應(yīng)能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：
2、本申請實(shí)施例提供了一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，包括以下步驟：
3、獲取光伏電站的氣象數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電功率數(shù)據(jù)，并獲取儲能系統(tǒng)中各儲能設(shè)備的soc值；
4、利用歷史時(shí)段的光伏發(fā)電功率對光伏出力功率進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)光伏電站各投運(yùn)年光伏出力功率的衰減情況，獲取當(dāng)前投運(yùn)年的光伏出力衰減值，以對預(yù)測的光伏出力功率進(jìn)行校正，對校正后的光伏出力功率數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)分解，根據(jù)模態(tài)分解后各模態(tài)分量頻譜圖中光伏出力功率的頻率寬度以及頻譜能量強(qiáng)度，得到光儲場站的光伏出力波動強(qiáng)度；
5、根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻之前預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)供給智能電網(wǎng)的并網(wǎng)功率中的最大值與最小值，結(jié)合光儲場站中新能源電站的裝機(jī)容量，獲取并網(wǎng)功率的波動區(qū)間，根據(jù)第一個(gè)模態(tài)分量對應(yīng)的功率預(yù)測值在波動區(qū)間內(nèi)的時(shí)刻占比，獲取并網(wǎng)功率波動契合度，再結(jié)合光伏出力波動強(qiáng)度，獲取光伏并網(wǎng)的平滑支持度；
6、通過當(dāng)前時(shí)刻光儲場站中各儲能設(shè)備的soc值，設(shè)定各儲能設(shè)備的補(bǔ)償權(quán)重，以綜合所有儲能設(shè)備的soc值，獲取光儲能站的儲能充電補(bǔ)償值，并利用光伏并網(wǎng)的平滑支持度，得到小波包分解時(shí)間尺度的伸縮系數(shù)，以對光伏發(fā)電功率進(jìn)行小波包分解的時(shí)間尺度進(jìn)行調(diào)整，并通過小波包分解后的低頻光伏發(fā)電功率分量提取光儲場站的并網(wǎng)功率。
7、優(yōu)選的，光伏出力衰減值的計(jì)算方法為：式中，li為光伏電站第i個(gè)投運(yùn)年的光伏出力衰減值，pi、pi-1分別是光伏電站第i個(gè)、第i+1個(gè)投運(yùn)年的單位日照時(shí)數(shù)的平均出力功率，其中，統(tǒng)計(jì)各投運(yùn)年的年發(fā)電量與日照時(shí)數(shù)的比值，作為各投運(yùn)年的單位日照時(shí)數(shù)的平均出力功率，且i>1，l1＝0；
8、對光伏電站投入運(yùn)行以來各年的光伏出力衰減值進(jìn)行擬合，通過擬合函數(shù)獲取當(dāng)前投運(yùn)年的光伏出力衰減值l，校正后的光伏出力功率預(yù)測值q′的計(jì)算方法為：
9、式中，q是校正前的光伏出力功率預(yù)測值，α1是光伏電站從規(guī)劃建設(shè)到投運(yùn)的年數(shù)；α2是光伏電站已投運(yùn)年數(shù)。
10、優(yōu)選的，所述光儲場站的光伏出力波動強(qiáng)度的獲取方法為：
11、
12、式中，h為光儲場站的光伏出力波動強(qiáng)度，dr為第r個(gè)imf分量中最大功率譜密度的頻率成分的3db帶寬，βr為第r個(gè)imf分量中極大值點(diǎn)總數(shù)，r為功率預(yù)測序列經(jīng)模態(tài)分解后的imf分量總數(shù)，功率預(yù)測序列由校正后的光伏出力功率預(yù)測值按照時(shí)序排列組成；
13、其中，提取各imf分量的頻譜圖，選取各頻譜圖中的最大功率譜密度的頻率成分，并獲取各最大功率譜密度的頻率成分的3db帶寬，并將頻譜圖先進(jìn)行非線性擬合得到擬合曲線，提取各imf分量對應(yīng)擬合曲線中的極大值點(diǎn)。
14、優(yōu)選的，所述并網(wǎng)功率的波動區(qū)間的獲取方法為：
15、將光伏電站當(dāng)前時(shí)刻之前時(shí)間長度u內(nèi)供給智能電網(wǎng)的并網(wǎng)功率，按照時(shí)序排列組成運(yùn)行并網(wǎng)功率序列，則并網(wǎng)功率的波動區(qū)間的計(jì)算方法為：其中，pu,min、pu,max分別是并網(wǎng)功率允許的最小功率值和最大功率值，pu,1、pu,2分別是運(yùn)行并網(wǎng)功率序列中的最小值和最大值，pph是光儲場站中新能源電站的裝機(jī)容量。
16、優(yōu)選的，所述并網(wǎng)功率波動契合度的獲取方法為：
17、將功率預(yù)測序列的第一個(gè)imf分量作為低頻分量，計(jì)算低頻分量對應(yīng)的功率預(yù)測值中滿足并網(wǎng)功率波動區(qū)間的時(shí)刻占比，并作為并網(wǎng)功率波動契合度。
18、優(yōu)選的，所述光伏并網(wǎng)的平滑支持度為并網(wǎng)功率波動契合度與光伏出力波動強(qiáng)度的比值。
19、優(yōu)選的，各儲能設(shè)備的補(bǔ)償權(quán)重的獲取方法為：其中，ρj是第j個(gè)儲能設(shè)備的補(bǔ)償權(quán)重，socj是光儲場站中第j個(gè)儲能設(shè)備的soc值；光儲能站的儲能充電補(bǔ)償值λ的獲取方法為：其中，j為光儲場站中儲能設(shè)備總數(shù)。
20、優(yōu)選的，所述小波包分解時(shí)間尺度的伸縮系數(shù)的獲取方法為：
21、式中，δ為小波包分解時(shí)間尺度的伸縮系數(shù)，f為光伏并網(wǎng)的平滑支持度，λ為光儲場站的儲能充電補(bǔ)償值，norm()是歸一化函數(shù)。
22、優(yōu)選的，調(diào)整后的小波包分解的時(shí)間尺度自適應(yīng)值的獲取方法為：
23、μ′＝(0.5+δ)×μ，式中，μ′為時(shí)間尺度自適應(yīng)值，δ為時(shí)間尺度的伸縮系數(shù)，μ為對光伏發(fā)電功率進(jìn)行小波包分解時(shí)預(yù)設(shè)的固定時(shí)間尺度。
24、本申請實(shí)施例還提供了一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)所述一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法的步驟。
25、由以上可見，本申請?zhí)峁┑囊环N復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法及系統(tǒng)，至少具有如下有益效果：
26、本申請通過自適應(yīng)時(shí)間尺度的小波包分解算法，根據(jù)不同光儲場站復(fù)雜波動場景，自適應(yīng)調(diào)整小波包的時(shí)間尺度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的并網(wǎng)功率提取，自適應(yīng)時(shí)間尺度下提取的并網(wǎng)功率能夠較好地貼近光伏發(fā)電功率，解決了傳統(tǒng)功率提取方法在應(yīng)對復(fù)雜波動場景時(shí)的不足，提升光儲場站對復(fù)雜工況的適應(yīng)能力，提升新能源消納能力和減小儲能壓力，實(shí)現(xiàn)新能源與儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，促進(jìn)清潔能源的高效利用；
27、進(jìn)一步，本申請考慮光儲場站儲能裝置的剩余容量和動態(tài)響應(yīng)特性，在光伏出力高峰期設(shè)置較小的時(shí)間尺度，減少不必要的儲能動作，保護(hù)儲能裝置剩余容量，避免全局平滑導(dǎo)致的儲能濫用，同時(shí)確保儲能裝置在光伏發(fā)電低谷期能夠正常發(fā)揮作用，維持智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行；
28、綜上所述，本申請有效平抑光伏出力的波動，降低智能電網(wǎng)的光伏并網(wǎng)分量波動，減少光伏出力對電網(wǎng)頻率、電壓造成的沖擊，提高電網(wǎng)電能的平滑性，增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，滿足電網(wǎng)對新能源并網(wǎng)功率的穩(wěn)定性需求。
1.一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，光伏出力衰減值的計(jì)算方法為：式中，li為光伏電站第i個(gè)投運(yùn)年的光伏出力衰減值，pi、pi-1分別是光伏電站第i個(gè)、第i+1個(gè)投運(yùn)年的單位日照時(shí)數(shù)的平均出力功率，其中，統(tǒng)計(jì)各投運(yùn)年的年發(fā)電量與日照時(shí)數(shù)的比值，作為各投運(yùn)年的單位日照時(shí)數(shù)的平均出力功率，且i>1，l1＝0；
3.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，所述光儲場站的光伏出力波動強(qiáng)度的獲取方法為：
4.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，所述并網(wǎng)功率的波動區(qū)間的獲取方法為：
5.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，所述并網(wǎng)功率波動契合度的獲取方法為：
6.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，所述光伏并網(wǎng)的平滑支持度為并網(wǎng)功率波動契合度與光伏出力波動強(qiáng)度的比值。
7.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，各儲能設(shè)備的補(bǔ)償權(quán)重的獲取方法為：其中，ρj是第j個(gè)儲能設(shè)備的補(bǔ)償權(quán)重，socj是光儲場站中第j個(gè)儲能設(shè)備的soc值；光儲能站的儲能充電補(bǔ)償值λ的獲取方法為：其中，j為光儲場站中儲能設(shè)備總數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，所述小波包分解時(shí)間尺度的伸縮系數(shù)的獲取方法為：
9.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法，其特征在于，調(diào)整后的小波包分解的時(shí)間尺度自適應(yīng)值的獲取方法為：
10.一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述一種復(fù)雜波動場景的光儲場站并網(wǎng)功率提取方法的步驟。