基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，尤指一种基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方 法及系统。
【背景技术】
[0002] 现今，随着风电、光伏工程的不断增加，储能技术作为抑制新能源发电波动性、间 歇性的有效手段，也得到了快速发展。储能电站由一个或多个储能单元组成，储能单元受储 能电站监控系统控制进行充放电。储能单元充放电功率对储能电站功率的跟随情况，是衡 量储能单元运行状态、评估储能电站监控系统对储能单元功率控制能力的重要依据。
【发明内容】
[0003] 针对储能单元充放电功率对储能电站功率的跟随情况，本发明通过分析储能单元 功率波形与储能电站功率波形的相似程度，提出一种基于波形相似度的储能单元功率跟踪 性能评估方法，为评估储能电站监控系统功率控制能力，掌握储能单元运行状态提供技术 手段。
[0004] 为达到上述目的，本发明提出了一种基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评 估方法，所述方法包括；步骤1，获取储能电站功率W及储能电站中的储能单元功率；步骤 2, 设定功率波形比例系数的范围及步长，通过计算获得多个预设功率波形比例系数；步骤 3, 根据所述储能电站功率、储能单元功率、预设功率波形比例系数，计算获得所述储能单元 的功率波形比例系数；步骤4,根据储能电站功率、储能单元功率、储能单元的功率波形比 例系数计算获得功率波形相似度，利用所述功率波形相似度评估储能单元功率跟踪性能， 其中，计算获得功率波形相似度利用的公式如下：
Cl)
[0006] 其中，S为某一储能单元的功率波形相似度；T为储能电站运行时间；P为所述储能 电站功率；P'为某一所述储能单元功率；a为某一所述储能单元的功率波形比例系数。
[0007] 为达到上述目的，本发明提出了一种基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评 估系统，所述系统包括：功率获取模块，用于获取储能电站功率W及储能电站中的储能单元 功率；预设模块，用于设定功率波形比例系数的范围及步长，通过计算获得多个预设功率波 形比例系数；功率波形比例系数计算模块，用于根据所述储能电站功率、储能单元功率、预 设功率波形比例系数，计算获得所述储能单元的功率波形比例系数；性能评估模块，用于根 据储能电站功率、储能单元功率、储能单元的功率波形比例系数计算获得功率波形相似度， 利用所述功率波形相似度评估储能单元功率跟踪性能，其中，计算获得功率波形相似度利 用的公式如下： (I)
[0009] 其中，S为某一储能单元的功率波形相似度；T为储能电站运行时间；P为所述储能 电站功率；P'为某一所述储能单元功率；a为某一所述储能单元的功率波形比例系数。
[0010] 本发明提出的基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方法通过计算储能 单元功率经过比例放大的曲线与储能电站运行功率曲线所围面积，采用等步长寻优功率波 形比例系数，最终确定功率波形相似度，可W衡量储能单元对储能电站功率跟踪能力，能有 效评估储能单元对储能电站监控系统功率指令跟随情况，对于衡量储能电站监控系统功率 控制能力，掌握储能单元运行状态具有重要意义。
【附图说明】
[0011] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中：
[0012] 图1为本发明一实施例的基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方法流 程图。
[0013] 图2为本发明一实施例的储能单元的功率波形比例系数获取流程示意图。
[0014] 图3为本发明一具体实施例的储能电站的功率曲线示意图。
[0015] 图4为本发明一具体实施例的储能电站中储能单元Z的功率曲线示意图。
[0016] 图5为本发明一具体实施例的储能电站中储能单元A的功率曲线示意图。
[0017] 图6为储能单元Z及储能单元A的功率波形比例系数的示意图。
[0018] 图7为储能单元Z、储能单元A分别与储能电站的波形相似度曲线示意图。
[0019] 图8为本发明一实施例的基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估系统示 意图。
【具体实施方式】
[0020] W下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所 采取的技术手段。
[0021] 图1为本发明一实施例的基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方法流 程图。该方法包括：
[0022] 步骤1，获取储能电站功率W及储能电站中的储能单元功率；
[0023] 步骤2,设定功率波形比例系数的范围及步长，通过计算获得多个预设功率波形比 例系数；
[0024] 步骤3,根据所述储能电站功率、储能单元功率、预设功率波形比例系数，计算获得 所述储能单元的功率波形比例系数；
[0025] 步骤4,根据储能电站功率、储能单元功率、储能单元的功率波形比例系数计算获 得功率波形相似度，利用所述功率波形相似度评估储能单元功率跟踪性能，其中，计算获得 功率波形相似度利用的公式如下： (I)
[0027] 其中，S为某一储能单元的功率波形相似度；
[0028] T为储能电站运行时间；
[0029] P为所述储能电站功率；
[0030] P'为某一所述储能单元功率；
[0031] a为某一所述储能单元的功率波形比例系数。
[0032] 在步骤4中获得的储能单元与储能电站功率波形相似度是指，储能单元运行功率 经过比例放大后，与储能电站运行功率波形的相似程度，该指标用来衡量储能单元对储能 电站功率指令的跟随情况，或评估储能电站对储能单元充放电功率的控制情况
[003引从公式（1)可W看出，分式中的分母为储能电站在T时间内充放电功率与时间轴 所围面积，或者充放电电量绝对值之和，分子为储能电站功率与比例放大的储能单元功率 所围面积的绝对值之和。当波形相似度为100%时，此时储能单元对储能电站功率的跟随为 理想情况，储能单元能完全跟随储能电站的功率指令；当波形相似度<100%时，表明储能 单元功率跟随情况不佳，波形相似度越小，储能单元功率跟随情况越差。
[0034] 综上所述步骤，根据功率波形比例系数，计算功率波形相似度，可绘制出不同储能 单元功率波形相似度曲线，对储能单元功率跟随情况进行评估。
[0035] 在本实施例的步骤3中，根据所述储能电站功率、储能单元功率、预设功率波形比 例系数，计算获得所述储能单元的功率波形比例系数包括：
[003引步骤31，计算W下公式似中D。的数值：
a)
[0038] 其中，T为储能电站运行时间；
[0039] P为所述储能电站功率；
[0040] P'为某一所述储能单元功率；
[0041] a。表示在设定的功率波形比例系数的范围内，某一所述储能单元的预设功率波形 比例系数；
[0042] N表示预设功率波形比例系数的取值个数，由设定的功率波形比例系数的范围及 步长计算得到；
[0043] D。表示储能电站功率P与预设功率波形比例系数曰。乘W某一所述储能单元功率 P'的乘积所围的面积；
[0044] 步骤32,根据所围的面积D。，选取其中最小值对应的预设功率波形比例系数，获得 所述储能单元的功率波形比例系数。
[0045] 功率波形比例系数a的取值应保证储能电站功率P与比例放大的储能单元功率 anXP'所围面积最小，即{|^|戶_。。><护|汲的值最小，从而保证比例放大后的储能单元功率波 形与储能电站功率波形最相似。结合步骤31、步骤32所述，功率波形比例系数a可W通过 确定其取值范围，然后由等步长寻优方法计算得到，每个时刻功率波形比例系数a都不同， 通过计算可W确定某一处能单元在T时刻时的功率波形比例系数。
[0046] 图2为本发明一实施例的储能单元的功率波形比例系数获取流程示意图。结合图 2所示，步骤31、步骤32还具体包括：
[0047] 步骤311，在初始化后，输入T时刻储能电站功率数据P，某一储能单元功率P' ； [004引步骤312,输入功率波形比例系数a的取值范围及步长；
[0049] 步骤313,根据取值范围和步长，确定预设功率波形比例系数的取值个数N ;
[0050] 相应的，根据取值范围、步长、取值个数，可W通过计算获得多个预设功率波形比 例系数曰。；
[005。 步骤314,计算T时刻，P与（曰1~曰。）XP'所围面积的绝对值化~Dn ;
[0052] 步骤321，选取Di~Dn中最小值Dmin ;
[0053] 步骤322,与Dmm所对应的预设功率波形比例系数即为T时刻的功率波形比例系数 曰。
[0054] 为了对上述基于波形相似度的储能单元功率跟踪性能评估方法进行更为清楚的 解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好 地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0055] 结合步骤1，首先获取储能电站功率，储能电站中的储能单元Z功率、储能单元A功 率。如图3至图5所示，分别为储能电站功率曲线示意图、储能单元Z功率曲线示意图、储 能单元A功率曲线示意图。
[0056] 结合步骤2、3,计算获得储能单元Z、A的功率