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用于混合储能系统平抑功率波动的小波变换方法

2021-03-29张方华

电力自动化设备 2021年3期

程 龙,张方华

(南京航空航天大学 自动化学院,江苏 南京211106)

0 引言

由锂电池和超级电容组成的混合储能系统(HESS)[1-2]弥补了单一储能系统特性的不足,被广泛地用于平抑可再生能源发电系统[3]、电动汽车电力系统[4]、多电飞机电力系统[5]的功率波动。锂电池具有高能量密度,被用于响应幅值低、波动慢的低频功率分量。超级电容具有高功率密度,被用于响应幅值高、波动快的高频功率分量。因此,只有根据储能介质自身的特性,才能更合理地分配波动功率。故本文提出量化储能介质频率特性的方法,将其作为负荷功率频率划分的参考。在HESS 中,负荷功率分解后的高、低频分量要与所对应的储能介质特性相匹配,这样才能充分发挥储能介质自身的特性。因此,功率分配方法是平抑功率波动的关键因素之一[6]。通常采用滤波的方法将负荷功率根据储能介质的频率特性进行高、低频分解。低通滤波方法因原理简单、易实现,在能量管理系统中被广泛应用[7]。但低通滤波器存在相位延迟,容易引起高、低频功率分量的频率划分不清晰,且易造成容量配置冗余度过大等问题[8]。

小波变换能够实现时域和频域的相互转换,同时具有局部化和多分辨率特性,适用于非平稳信号,因此得到广泛的关注[9-10]。小波变换的关键在于小波基和分解层数的优化,优化结果直接影响负荷功率的频率分配结果。文献[7]将用于电能质量分析的db4 小波基直接用于风电功率波动的分析,但是两者在时间尺度、波动幅值、能量等因素上存在较大的差异。……

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