一種儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤指一種儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)的高速發(fā)展，風(fēng)、光資源的波動(dòng)性和隨機(jī)性給電網(wǎng) 安全運(yùn)行帶來(lái)新的技術(shù)問(wèn)題。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為平抑風(fēng)光波動(dòng)性和隨機(jī)性的有效方式，也成為 關(guān)注的研究熱點(diǎn)。
[0003] 并網(wǎng)大容量鋰電池儲(chǔ)能電站一般由鋰電池組串、變流器、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能監(jiān)控 系統(tǒng)及其配套的電氣回路構(gòu)成。其運(yùn)行工況一般有削峰填谷、平滑波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃發(fā)電和調(diào) 頻調(diào)壓。
[0004] 并網(wǎng)大容量鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雖然由單體電池集成而成，但其性能不僅與各個(gè)單體 性能相關(guān)，還與其集成方式、使用工況、均衡性等等相關(guān)。而現(xiàn)有研究成果的研究對(duì)象均為 儲(chǔ)能電池單體或用于電動(dòng)汽車的小型電池模組，對(duì)于大容量的儲(chǔ)能鋰電池組串性能鮮有研 究。
[0005] 而要想研究應(yīng)用于并網(wǎng)大容量鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池、電池模組性能，需模擬儲(chǔ) 能系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況。而目前對(duì)于鋰電池性能的研究，主要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行循環(huán)工況實(shí)驗(yàn)，即 從0%荷電狀態(tài)至100%荷電狀態(tài)反復(fù)充放。
[0006] 對(duì)于典型工況的提取，目前的研究成果主要是對(duì)于電動(dòng)汽車運(yùn)行工況的提取，一 般根據(jù)電池運(yùn)行特點(diǎn)，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(dòng)汽車日常工況下，對(duì)電池模組性能的影響。目前還沒有針對(duì)大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)典型工況提 取的研究成果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了研究大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)日常工況對(duì)電池模組的影響程度，需設(shè)計(jì)用于實(shí)驗(yàn)室的 儲(chǔ)能系統(tǒng)典型工況。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了 一種儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法，所述 方法包括：步驟1，獲取所述儲(chǔ)能系統(tǒng)在平滑波動(dòng)模式下的工作數(shù)據(jù)；步驟2,根據(jù)所述工作 數(shù)據(jù)處理后生成平滑波動(dòng)曲線，并根據(jù)所述平滑波動(dòng)曲線通過(guò)計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù) 據(jù)；步驟3,將所述平滑波動(dòng)曲線按某一單位時(shí)間t進(jìn)行分段，獲得多個(gè)單位平滑波動(dòng)曲線 片段；步驟4,選取一定數(shù)量a的單位平滑波動(dòng)曲線片段，組成多個(gè)時(shí)長(zhǎng)為aX t的組合平滑 波動(dòng)曲線片段；步驟5,根據(jù)多個(gè)所述組合平滑波動(dòng)曲線片段，通過(guò)計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的特征分 布數(shù)據(jù)；步驟6,計(jì)算所述步驟5生成的多個(gè)所述組合平滑波動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù) 據(jù)與所述步驟2生成的平滑波動(dòng)曲線對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)之間的誤差值；步驟7,選取誤差 值小于一定數(shù)值的組合平滑波動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)，合成儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)的 典型工況圖。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還一種儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成系統(tǒng)，所述系統(tǒng) 包括：工作數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取所述儲(chǔ)能系統(tǒng)在平滑波動(dòng)模式下的工作數(shù)據(jù)；平滑波 動(dòng)曲線分布數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)所述工作數(shù)據(jù)處理后生成平滑波動(dòng)曲線，并根據(jù)所述 平滑波動(dòng)曲線通過(guò)計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)；分段模塊，用于將所述平滑波動(dòng)曲線按 某一單位時(shí)間t進(jìn)行分段，獲得多個(gè)單位平滑波動(dòng)曲線片段；平滑波動(dòng)曲線片段組合模塊， 用于選取一定數(shù)量a的單位平滑波動(dòng)曲線片段，組成多個(gè)時(shí)長(zhǎng)為aX t的組合平滑波動(dòng)曲線 片段；組合平滑波動(dòng)曲線片段分布數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)多個(gè)所述組合平滑波動(dòng)曲線片 段，通過(guò)計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)；誤差值計(jì)算模塊，用于計(jì)算多個(gè)所述組合平滑波動(dòng) 曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)與平滑波動(dòng)曲線對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)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(shù)值的組合平滑波動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù) 據(jù)，合成儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)的典型工況圖。
[0010] 通過(guò)本發(fā)明提出的儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法及系統(tǒng)生成的典型工況 時(shí)間周期較短，便于暫停試驗(yàn)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，并且涵蓋大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)工況的所有重要 信息，在一個(gè)周期內(nèi)，電池模組的能量轉(zhuǎn)移代數(shù)和S0E接近于0,利用本發(fā)明的方法和系統(tǒng) 提取的典型工況能夠滿足實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)性能的研究要求。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不 構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0012] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法流程圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例的各個(gè)誤差間的某一組片段序號(hào)的輸出結(jié)果示意圖。
[0014] 圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例的平滑波動(dòng)典型工況示意圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例的考慮S0E后的平滑波動(dòng)典型工況示意圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所 采取的技術(shù)手段。
[0018] 在本發(fā)明實(shí)施例中，涉及到一些術(shù)語(yǔ)在此先行說(shuō)明：
[0019] 電池的能量狀態(tài)（SOE，State Of Energy) :S0E為Eranr^ Ε ΜΧ的百分比；其中，Ε ΜΧ 為電池的最大可用能量，定義為電池從充滿電狀態(tài)以足夠小的電流放電至放完電狀態(tài)過(guò)程 釋放的能量；Ε_為剩余能量，定義為電池從當(dāng)前狀態(tài)以足夠小的電流放電至放完電狀態(tài)過(guò) 程釋放的能量。
[0020] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑波動(dòng)典型工況生成方法流程圖。如圖1所 示，該方法包括：
[0021] 步驟1，獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)在平滑波動(dòng)模式下的工作數(shù)據(jù)。
[0022] 步驟2,根據(jù)工作數(shù)據(jù)處理后生成平滑波動(dòng)曲線，并根據(jù)平滑波動(dòng)曲線通過(guò)計(jì)算生 成對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)；
[0023] 其中，平滑波動(dòng)曲線的特征分布數(shù)據(jù)包括：平滑波動(dòng)曲線的幅值分布數(shù)據(jù)、電流變 化率分布數(shù)據(jù)、充放電轉(zhuǎn)換次數(shù)數(shù)據(jù)。
[0024] 步驟3,將平滑波動(dòng)曲線按某一單位時(shí)間t進(jìn)行分段，獲得多個(gè)單位平滑波動(dòng)曲線 片段；
[0025] 在一具體實(shí)施例中，某一單位時(shí)間t可取10分鐘，即：步驟3是將平滑波動(dòng)曲線按 10分鐘進(jìn)行分段。
[0026] 步驟4,選取一定數(shù)量a的單位平滑波動(dòng)曲線片段，組成多個(gè)時(shí)長(zhǎng)為aX t的組合平 滑波動(dòng)曲線片段。
[0027] 在一具體實(shí)施例中，一定數(shù)量a可為6個(gè)，即：在步驟4中，選取6個(gè)單位平滑波動(dòng) 曲線片段，組成多個(gè)時(shí)長(zhǎng)為60分鐘（6X10分鐘）的組合平滑波動(dòng)曲線片段。
[0028] 步驟5,根據(jù)多個(gè)組合平滑波動(dòng)曲線片段，通過(guò)計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)；
[0029] 其中，組合平滑波動(dòng)曲線片段的特征分布數(shù)據(jù)包括：組合平滑波動(dòng)曲線片段的幅 值分布數(shù)據(jù)、電流變化率分布數(shù)據(jù)、充放電轉(zhuǎn)換次數(shù)數(shù)據(jù)。
[0030] 步驟6,計(jì)算步驟5生成的多個(gè)組合平滑波動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)與步 驟2生成的平滑波動(dòng)曲線對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)之間的誤差值。
[0031 ] 在一實(shí)施例中，步驟6計(jì)算誤差值包括：
[0032] 計(jì)算步驟5中的某一組合平滑波動(dòng)曲線片段的幅值分布數(shù)據(jù)與步驟2生成的平滑 波動(dòng)曲線的幅值分布數(shù)據(jù)之間的均方根誤差，生成第一誤差值；
[0033] 計(jì)算某一組合平滑波動(dòng)曲線片段的電流變化率分布數(shù)據(jù)與平滑波動(dòng)曲線的電流 變化率分布數(shù)據(jù)之間的均方根誤差，生成第二誤差值；
[0034] 計(jì)算某一組合平滑波動(dòng)曲線片段的充放電轉(zhuǎn)換次數(shù)數(shù)據(jù)與平滑波動(dòng)曲線的充放 電轉(zhuǎn)換次數(shù)數(shù)據(jù)之間的均方根誤差，生成第三誤差值；
[0035] 計(jì)算第一誤差值、第二誤差值、第三誤差值的平均誤差值，獲得某一個(gè)組合平滑波 動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)與平滑波動(dòng)曲線對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)之間的誤差值；
[0036] 重復(fù)上述步驟，可以獲得多個(gè)組合平滑波動(dòng)曲線片段對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)與平滑 波動(dòng)曲線對(duì)應(yīng)的特征分布數(shù)據(jù)之間的誤差值。
[0037] 步驟7,選取誤差