摘要
随着可再生能源的不断开发和大规模利用，含高比例可再生能源的电力系统灵活性面临严峻的挑战。储能技术不仅可以平滑可再生能源发电功率呈现的波动性和随机性，而且能够有效解决电力系统调峰能力不足的问题。 储能技术类型众多、特性各异，在容量规模、响应时间、成本最小化以及技术成熟度等方面优势互补，利用两种或多种储能技术配合应用可以有效提升可再生能源并网能力以及电力系统持续稳定的运行能力。因此，如何对混合储能系统进行容量配置和功率分配成为国内外学者研究的重要方向。本文对可再生能源的混合储能容量配置和功率分配展开了研究，主要包括可再生能源发电系统的特性分析与建模、混合储能系统的容量优化配置以及功率分配控制策略。具体工作如下： 1.考虑到用户用电需求和可再生能源发电情况，构建了一种由重力势能储能、蓄电池和超级电容组成的大规模混合储能系统。针对其不同的储能特性，以储能系统年综合成本最小为目标，提出一种基于自适应变分模态分解的混合储能容量优化配置策略。通过设置变分模态分解的最大分解尺度，对低、中、高频模态数进行迭代，确定储能系统的初始功率，计算其额定功率、额定容量以及年综合成本。最终确定经济最优系统的容量配置方案。对不同分解尺度K和频率分界点下的混合储能容量配置进行仿真实验分析。结果表明该策略能够有效提升大规模可再生能源发电系统的经济性与技术合理性。 2.考虑到蓄电池的运行寿命以及超级电容的投资成本，对储能系统充放电功率进行控制。根据混合储能系统参考功率信号，提出一种基于变分模态分解的储能系统SOC模糊优化控制策略。在获得储能系统初始功率信号的基础上，结合超级电容和蓄电池的荷电状态与其变化趋势，使用模糊控制规则对各储能系统的充放电功率进行二次修正。仿真实验表明该策略能够有效平滑可再生能源发电功率波动，确保混合储能系统高效、稳定的运行。
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