基于变分模态分解的混合储能系统协调控制

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201708091

中国电力 ›› 2018, Vol. 51 ›› Issue (9): 165-173.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708091

基于变分模态分解的混合储能系统协调控制

张晓宇¹, 张建成², 王宁², 王冠³

1. 国网天津市电力公司检修公司, 天津 300143;
2. 华北电力大学电气与电子工程学院, 河北保定 071003;
3. 国网河北省电力有限公司保定供电分公司, 河北保定 071000

收稿日期:2017-08-28 修回日期:2018-03-26 出版日期:2018-09-05 发布日期:2018-09-20
作者简介:张晓宇(1992-),女,硕士研究生,从事新能源发电及柔性储能技术方面研究,E-mail:zhangxiaoyuncepu@126.com;张建成(1965-2018),男,教授,从事新能源、储能及微电网运行控制等相关研究,E-mail:zhang_jiancheng@126.com;王宁(1982-),女,讲师,从事光伏发电控制技术,柔性储能技术等相关研究,E-mail:ncepuwangning@126.com;王冠(1986-),男,中级工程师,从事微电网及储能系统运行控制等相关研究,E-mail:25031864@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51177047），河北省科技计划项目（16214504D）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2016MS89）。

Coordinated Control of Hybrid Energy Storage System Based on Variational Mode Decomposition

ZHANG Xiaoyu¹, ZHANG Jiancheng², WANG Ning², WANG Guan³

1. Maintenance Company of State Grid Tianjin Electric Power Company, Tianjin 300143, China;
2. School of Electrical and Electronics Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;
3. State Grid Hebei Electric Power Company Co., Ltd., Baoding Electric Power Supply Branch, Baoding 071000, China

Received:2017-08-28 Revised:2018-03-26 Online:2018-09-05 Published:2018-09-20
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No.51177047) and Science and Technology Program of Hebei Province (No.16214504D) and Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.2016MS89).

摘要/Abstract

摘要： 针对自然条件下光伏电源出力的波动性和间歇性，以铅酸蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统为基础，提出了一种基于变分模态分解（variational mode decomposition， VMD）的储能系统功率分层分配方法。储能系统承担的净负荷经过VMD分解后的高频波动分量分配给超级电容器承担，趋势分量分配给蓄电池承担；同时根据各储能单元的实时最大可充放功率和荷电状态对初级功率分配进行二次修正。仿真实例表明，该方法可有效平抑净负荷波动，并实现了储能系统调节特性的优化和储能单元的长期稳定运行。

关键词: 独立微网, 光伏发电, 混合储能, 变分模态分解, 功率分配

Abstract: In view of the active power fluctuation and intermittence of photovoltaic (PV) power systems, based on a hybrid energy storage system consisting of super capacitors and lead-acid batteries, a layered active power allocation strategy is formulated to optimize the output power of PV source based on the method of variational mode decomposition (VMD). First, the net load which is supplied by the hybrid energy storage system is decomposed by VMD method. Then the low-frequency components and high-frequency components are allocated to the lead-acid batteries and super capacitors respectively to smooth out the fluctuations of output power of PV. At the same time, the orders of VMD filter are adjusted secondarily according to the state of charge (SOC) and the largest chargable/dischargable power in real time. The simulation tests demonstrate that using this method can effectively smooth out the fluctuation of net load, and the regulation performance and long-term and stable operation of the hybrid energy storage system are able to be optimized.

Key words: independent micro grid, photovoltaic station, hybrid energy storage, variation mode decomposition, power allocation

中图分类号:

TM615
TK02

张晓宇, 张建成, 王宁, 王冠. 基于变分模态分解的混合储能系统协调控制[J]. 中国电力, 2018, 51(9): 165-173.

ZHANG Xiaoyu, ZHANG Jiancheng, WANG Ning, WANG Guan. Coordinated Control of Hybrid Energy Storage System Based on Variational Mode Decomposition[J]. Electric Power, 2018, 51(9): 165-173.

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