Improved Energy Management Strategy for Wind-Photovoltaic-Hydrogen-Storage Coupling System Based on Dynamic Optimization Cycles

WANG Chen; TANG Yi; ZHENG Chenyi

doi:10.7500/AEPS20240424009

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Improved Energy Management Strategy for Wind-Photovoltaic-Hydrogen-Storage Coupling System Based on Dynamic Optimization Cycles

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Improved Energy Management Strategy for Wind-Photovoltaic-Hydrogen-Storage Coupling System Based on Dynamic Optimization Cycles
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 2, Pages: 142-153(2025)
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
  2.南京林业大学信息科学技术学院、人工智能学院，江苏省南京市 210037
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52377085;52261145704)
- DOI：10.7500/AEPS20240424009
  CLC：
- Received：24 April 2024，
  
  Revised：2024-09-20，
  
  Published Online：30 October 2024，
  
  Published：25 January 2025
- 稿件说明：
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王辰,汤奕,郑晨一.基于动态优化周期的风光氢储耦合系统改进能量管理策略[J].电力系统自动化,2025,49(2):142-153.

WANG Chen,TANG Yi,ZHENG Chenyi.Improved Energy Management Strategy for Wind-Photovoltaic-Hydrogen-Storage Coupling System Based on Dynamic Optimization Cycles[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(2):142-153.
王辰,汤奕,郑晨一.基于动态优化周期的风光氢储耦合系统改进能量管理策略[J].电力系统自动化,2025,49(2):142-153. DOI： 10.7500/AEPS20240424009.

WANG Chen,TANG Yi,ZHENG Chenyi.Improved Energy Management Strategy for Wind-Photovoltaic-Hydrogen-Storage Coupling System Based on Dynamic Optimization Cycles[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(2):142-153. DOI： 10.7500/AEPS20240424009.

摘要

电/氢混合储能对离网风光发电系统的功率调节能力起到不可忽视的作用，但未充分考虑能量管理的综合性能。针对上述问题，提出了一种基于动态优化周期的改进能量管理策略。首先，以系统运行成本最小为目标进行日前优化。然后，在日内滚动优化的过程中自适应调节权重因子，合理协调短期功率平抑和长期状态优化，并对滚动优化周期进行动态调节，在减少冗余调节的同时，提升控制器的实时响应能力。最后，在实时校正层分别使用逐次变分模态分解和双层模糊控制对混合储能功率进行初次分配和二次分配，充分利用混合储能的运行特性并提升系统鲁棒性。算例分析表明，与传统策略相比，改进能量管理策略可使系统运行成本、能量失衡率和计算时间分别降低38.3%、63.1%和57.9%，提高了系统能量管理的经济性、可靠性和实时性。

Abstract

Electricity/hydrogen hybrid energy storage plays an important role in the power regulation capability of off-grid wind and photovoltaic power generation systems

but the comprehensive performance of energy management is not fully considered. Given the problems above

an improved energy management strategy based on dynamic optimization cycles is proposed. Firstly

the day-ahead optimization is carried out with the goal of minimizing the system operation cost. Then

the weight factor is adaptively adjusted in the process of intraday rolling optimization to reasonably coordinate the short-term power stabilization and long-term state optimization

and the rolling optimization cycle is dynamically adjusted to improve the real-time response ability of the controller and reduce redundant adjustment. Finally

in the real-time correction layer

the successive variational mode decomposition and the double-layer fuzzy control are used to perform the initial distribution and secondary distribution of the hybrid energy storage power respectively

so as to make full use of the operation characteristics of the hybrid energy storage and improve the robustness of the system. The case analysis shows that compared with the traditional strategy

the improved energy management strategy can reduce the system operation cost

energy imbalance rate and calculation time by 38.3%

63.1% and 57.9% respectively

which improves the economy

reliability and real-time performance of the system energy management.

关键词

Keywords

references

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