一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法及系統技術方案

本發明專利技術提出了一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法及系統，該方法包括：獲取儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；根據工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據；將平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波動曲線片段；選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合平滑波動曲線片段；根據多個組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據；計算多個組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值；選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力領域，尤指一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法及系統。
技術介紹
伴隨著我國風電、光伏發電裝機的高速發展，風、光資源的波動性和隨機性給電網安全運行帶來新的技術問題。儲能系統作為平抑風光波動性和隨機性的有效方式，也成為關注的研究熱點。并網大容量鋰電池儲能電站一般由鋰電池組串、變流器、能量管理系統、儲能監控系統及其配套的電氣回路構成。其運行工況一般有削峰填谷、平滑波動、跟蹤計劃發電和調頻調壓。并網大容量鋰電池儲能系統雖然由單體電池集成而成，但其性能不僅與各個單體性能相關，還與其集成方式、使用工況、均衡性等等相關。而現有研究成果的研究對象均為儲能電池單體或用于電動汽車的小型電池模組，對于大容量的儲能鋰電池組串性能鮮有研究。而要想研究應用于并網大容量鋰電池儲能系統的電池、電池模組性能，需模擬儲能系統現場運行工況。而目前對于鋰電池性能的研究，主要在實驗室進行循環工況實驗，即從0％荷電狀態至100％荷電狀態反復充放。對于典型工況的提取，目前的研究成果主要是對于電動汽車運行工況的提取，一般根據電池運行特點，分為怠速、勻速、快速等階段，分別提取功率、電流特征，用于研究電動汽車日常工況下，對電池模組性能的影響。目前還沒有針對大容量儲能系統典型工況提取的研究成果。
技術實現思路
為了研究大容量儲能系統日常工況對電池模組的影響程度，需設計用于實驗室的儲能系統典型工況。為實現上述目的，本專利技術提出了一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法，所述方法包括：步驟1，獲取所述儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；步驟2，根據所述工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據所述平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據；步驟3，將所述平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波動曲線片段；步驟4，選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合平滑波動曲線片段；步驟5，根據多個所述組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據；步驟6，計算所述步驟5生成的多個所述組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與所述步驟2生成的平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值；步驟7，選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖。為實現上述目的，本專利技術還一種儲能系統平滑波動典型工況生成系統，所述系統包括：工作數據獲取模塊，用于獲取所述儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；平滑波動曲線分布數據生成模塊，用于根據所述工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據所述平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據；分段模塊，用于將所述平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波動曲線片段；平滑波動曲線片段組合模塊，用于選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合平滑波動曲線片段；組合平滑波動曲線片段分布數據生成模塊，用于根據多個所述組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據；誤差值計算模塊，用于計算多個所述組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值；典型工況圖合成模塊，用于選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖。通過本專利技術提出的儲能系統平滑波動典型工況生成方法及系統生成的典型工況時間周期較短，便于暫停試驗與試驗數據分析，并且涵蓋大容量儲能系統工況的所有重要信息，在一個周期內，電池模組的能量轉移代數和SOE接近于0，利用本專利技術的方法和系統提取的典型工況能夠滿足實驗室進行儲能系統性能的研究要求。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本專利技術的限定。在附圖中：圖1為本專利技術一實施例的儲能系統平滑波動典型工況生成方法流程圖。圖2為本專利技術一具體實施例的各個誤差間的某一組片段序號的輸出結果示意圖。圖3為本專利技術一具體實施例的平滑波動典型工況示意圖。圖4為本專利技術一具體實施例的考慮SOE后的平滑波動典型工況示意圖。圖5為本專利技術一實施例的系統平滑波動典型工況生成系統結構示意圖。具體實施方式以下配合圖式及本專利技術的較佳實施例，進一步闡述本專利技術為達成預定專利技術目的所采取的技術手段。在本專利技術實施例中，涉及到一些術語在此先行說明：電池的能量狀態(SOE，StateOfEnergy)：SOE為Erem與Emax的百分比；其中，Emax為電池的最大可用能量，定義為電池從充滿電狀態以足夠小的電流放電至放完電狀態過程釋放的能量；Erem為剩余能量，定義為電池從當前狀態以足夠小的電流放電至放完電狀態過程釋放的能量。圖1為本專利技術一實施例的儲能系統平滑波動典型工況生成方法流程圖。如圖1所示，該方法包括：步驟1，獲取儲能系統在平滑波動模式下的工作數據。步驟2，根據工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據；其中，平滑波動曲線的特征分布數據包括：平滑波動曲線的幅值分布數據、電流變化率分布數據、充放電轉換次數數據。步驟3，將平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波動曲線片段；在一具體實施例中，某一單位時間t可取10分鐘，即：步驟3是將平滑波動曲線按10分鐘進行分段。步驟4，選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合平滑波動曲線片段。在一具體實施例中，一定數量a可為6個，即：在步驟4中，選取6個單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為60分鐘(6×10分鐘)的組合平滑波動曲線片段。步驟5，根據多個組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據；其中，組合平滑波動曲線片段的特征分布數據包括：組合平滑波動曲線片段的幅值分布數據、電流變化率分布數據、充放電轉換次數數據。步驟6，計算步驟5生成的多個組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與步驟2生成的平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值。在一實施例中，步驟6計算誤差值包括：計算步驟5中的某一組合平滑波動曲線片段的幅值分布數據與步驟2生成的平滑波動曲線的幅值分布數據之間的均方根誤差，生成第一誤差值；計算某一組合平滑波動曲線片段的電流變化率分布數據與平滑波動曲線的電流變化率分布數據之間的均方根誤差，生成第二誤差值；計算某一組合平滑波動曲線片段的充放電轉換次數數據與平滑波動曲線的充放電轉換次數數據之間的均方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，所述方法包括：步驟1，獲取所述儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；步驟2，根據所述工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據所述平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據；步驟3，將所述平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波動曲線片段；步驟4，選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合平滑波動曲線片段；步驟5，根據多個所述組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據；步驟6，計算所述步驟5生成的多個所述組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與所述步驟2生成的平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值；步驟7，選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖。

【技術特征摘要】
1.一種儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，所述方法包括：
步驟1，獲取所述儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；
步驟2，根據所述工作數據處理后生成平滑波動曲線，并根據所述平滑波動曲線
通過計算生成對應的特征分布數據；
步驟3，將所述平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波
動曲線片段；
步驟4，選取一定數量a的單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為a×t的組合
平滑波動曲線片段；
步驟5，根據多個所述組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數
據；
步驟6，計算所述步驟5生成的多個所述組合平滑波動曲線片段對應的特征分布
數據與所述步驟2生成的平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值；
步驟7，選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數
據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖。
2.根據權利要求1所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟2中，根據所述平滑波動曲線通過計算生成對應的特征分布數據包括：
所述平滑波動曲線的幅值分布數據、電流變化率分布數據、充放電轉換次數數據。
3.根據權利要求2所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟5，根據多個所述組合平滑波動曲線片段，通過計算生成對應的特征分布數據
包括：
多個所述組合平滑波動曲線片段的幅值分布數據、電流變化率分布數據、充放電
轉換次數數據。
4.根據權利要求3所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟6中，計算所述步驟5生成的多個所述組合平滑波動曲線片段對應的特征分布
數據與所述步驟2生成的平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的誤差值包括：
計算某一組合平滑波動曲線片段的幅值分布數據與所述平滑波動曲線的幅值分
布數據之間的均方根誤差，生成第一誤差值；
計算某一組合平滑波動曲線片段的電流變化率分布數據與所述平滑波動曲線的
電流變化率分布數據之間的均方根誤差，生成第二誤差值；
計算某一組合平滑波動曲線片段的充放電轉換次數數據與所述平滑波動曲線的
充放電轉換次數數據之間的均方根誤差，生成第三誤差值；
計算第一誤差值、第二誤差值、第三誤差值的平均誤差值，獲得所述某一個組合
平滑波動曲線片段對應的特征分布數據與平滑波動曲線對應的特征分布數據之間的
誤差值。
5.根據權利要求1所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟7中，選取誤差值小于一定數值的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數
據，合成儲能系統平滑波動的典型工況圖包括：
選取誤差值小于2％的組合平滑波動曲線片段對應的特征分布數據，合成儲能系
統平滑波動的典型工況圖。
6.根據權利要求1所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟3中，將所述平滑波動曲線按某一單位時間t進行分段，獲得多個單位平滑波
動曲線片段包括：
將所述平滑波動曲線按10分鐘進行分段。
7.根據權利要求6所述的儲能系統平滑波動典型工況生成方法，其特征在于，
在步驟4中，選取6個單位平滑波動曲線片段，組成多個時長為60分鐘的組合
平滑波動曲線片段。
8.一種儲能系統平滑波動典型工況生成系統，其特征在于，所述系統包括：
工作數據獲取模塊，用于獲取所述儲能系統在平滑波動模式下的工作數據；
平滑波動曲線分布數據生成模塊，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李娜，白愷，李智，宋鵬，崔正湃，宗瑾，柳玉，陳豪，蔡建明，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網冀北電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11