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光伏发电技术 储能系统 ★ 5.0

基于动态加权功率预测误差分配的混合储能系统配置优化

Configuration Optimization of Hybrid Energy Storage System Based on Dynamic Weighted Power Prediction Error Distribution

作者 Xinxue Zhang · Guowei Dong · Jie Shi · Yanni Zhang · Yuming Wang · Renjie Xu
期刊 IEEE Transactions on Industry Applications
出版日期 2025年5月
技术分类 光伏发电技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 风光储系统容量配置 动态功率预测分布 NKDE - GMM算法 改进AFSA 综合评价指标
语言:

中文摘要

为了量化风电和光伏(PV)功率波动性对风光储系统容量配置的影响,本文聚焦于动态功率预测分布特征,对最优容量配置进行了研究。首先,提出了一种动态加权的非参数核密度估计 - 高斯混合模型(NKDE - GMM)算法。基于上述分布算法,应用了一种基于改进人工鱼群算法(AFSA)的风光储容量优化模型。该模型的目标是使储能系统的生命周期成本最小化,同时考虑与风电和光伏能源预测功率不确定性相关的惩罚成本。最后,通过所提出的综合评价指标(CEI)对不同置信水平下的优化配置结果进行了比较。案例研究表明,综合评价指标的最小值和最大值分别出现在95%和90%的置信水平下。此外,与95%置信水平相比,90%置信水平下的综合评价指标提高了0.067。

English Abstract

In order to quantify the impact of wind and photovoltaic (PV) power volatility on Wind-PV-Energy storage system sizing, the optimal capacity configuration is investigated, focusing on dynamic power prediction distribution features. Firstly, a dynamically weighted Nonparametric Kernel Density Estimate-Gaussian Mixture Model (NKDE-GMM) algorithm is proposed. Based on the above distribution algorithm, a Wind-PV-Energy storage capacity optimization model based on improved Artificial Fish Swarm Algorithm (AFSA) is applied. The objective of this model is to minimize the life cycle cost of the energy storage system, considering the penalty cost associated with the uncertainty of wind and PV energy prediction power. Finally, the optimization configuration outcomes at different confidence levels are compared by the proposed comprehensive evaluation index (CEI). Case study shows that minimum and maximum values of CEI are at 95% and 90% confidence level, respectively. Furthermore, CEI increases by 0.067 at the 90% confidence level compared to the one at 95% confidence level.
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SunView 深度解读

该动态加权功率预测误差分配技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的混合储能配置优化方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统中电池与超级电容的协同控制策略,通过多时间尺度功率预测偏差分析,优化功率分配算法,延长电池循环寿命。该技术可集成至iSolarCloud云平台的智能诊断模块,结合阳光电源现有的MPPT算法和构网型GFM控制技术,实现风光储一体化系统的容量优化配置,提升可再生能源消纳率,降低储能系统LCOS全生命周期成本,增强阳光电源在大型储能EPC项目中的技术竞争力。