新能源储能应用管理方法、应用系统、设备及介质与流程

本发明涉及新能源储能，具体为新能源储能应用管理方法、应用系统、设备及介质。

背景技术：

1、新能源储能系统是一种用于储存新能源的设备，它可以在新能源发电量不足时，通过存储的能量来满足电网的用电需求。这种系统可以有效地解决新能源发电的不稳定问题，同时也可以提高电网的效率和可靠性。

2、目前，新能源储能系统主要采用电池储能技术，其中以锂离子电池为主。锂离子电池具有高能量密度、长寿命、环保等优点，因此被广泛应用于新能源储能系统中。

3、但是，当前新能源储能系统也存在一些问题特别是目前新能源储能系统还存在一些技术问题，如电池组的均衡问题、充电和放电策略的优化问题等，充放电以及储能的优化不够智能，只能根据人工对各个储能点或负载端进行定点监控，然后人工进行调整负载策略，不仅效率低，并且难以发现例如在白天阳光充足时，太阳能发电量较大，但电池充电速度较慢，导致部分电能被浪费。在夜晚风力较大时，风能发电量较大，但电池放电速度较慢，不能满足电网的用电需求。在用电高峰期，电网的用电量较大，但电池的放电速度较慢，导致部分电能被浪费。所以，目前传统存在的是难以发现能源的浪费点和需要优化的点；并且目前的新能源监测系统不方便数据的获取，费时费力，针对上述问题，所以需要新能源储能应用管理方法、应用系统、设备及介质。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供新能源储能应用管理方法、应用系统、设备及介质。本发明提供了监控端，可对新能源储能系统进行全方位的数据监测，方便工作人员进行数据获取、查询，省时省力，操作简单方便快捷；

2、本发明通过数据探索分析，可以获取新能源储能系统的基本统计信息，如均值、方差等，同时还能发现储能的异常值。

3、定期的储能系统的数据基于时间序列分析的预测结果，可更轻松的发现能源的浪费点和需要优化的点，方便工作人员针对能源的浪费点和需要优化的点制定出更优的策略来管理和使用新能源储能系统。例如，根据预测的电量消耗情况，可以合理地安排充电和放电的时间和电量，以最大化新能源的利用率和系统的运行效率。

4、系统监控和维护：通过观察时间序列数据的异常变化，可以及时发现系统的故障或问题，以便及时采取措施进行维修和保护。这有助于保障新能源储能系统的稳定运行和安全性。

5、本发明将基于时间序列分析进行数据分析的方法应用于新能源储能系统，可以帮助工作人员更好地了解系统的运行状态和规律，制定更优的策略来管理和使用系统，同时保障系统的稳定运行和安全性。

6、本发明是这样实现的：

7、本发明包括多个电池组组成的电池簇，所述电池组分组分别连接有bms电池管理系统和pcs变流器，其中所述的ems变流器为多个，多个所述的ems变流器连接有ems能源管理系统，通过ems能源管理系统连接负载端和电网；

8、多个所述的bms电池管理系统和ems能源管理系统接入互联网连接有监控端，所述的监控端包括与所述bms电池管理系统和ems能源管理系统连接的服务器，所述服务器连接有预警装置、显示屏和pc端，通过无线连接有智能终端。

9、所述ems能源管理系统包括用于采集多个pcs变流器的数据采集单元，与所述数据采集单元连接有能量调度单元和网络监控单元，通过网络连接单元与所述监控端的服务器连接；所述智能终端为智能手机或平板电脑，并且所述智能终端为多个；

10、所述bms电池管理系统包括电池监控单元、电池保护单元和电池均衡单元。

11、进一步，本发明提供新能源储能应用管理方法，具体按以下步骤执行：

12、s1:通过ems能源管理系统中的数据采集单元连接多个电池组进行数据采集，具体包括电力电量、电池状态、充放电，输入输出功率数据；

13、s2:进行数据处理：对采集的数据进行处理，包括数据清洗、预处理、转换；进行数据处理具体按以下步骤执行：

14、s2.1:对收集到的电力数据包括电池数据、电池能量数据、电力功率数据、能耗数据进行去除缺失值、删除重复值、处理异常值处理；

15、s2.2:将电流、电压数据转换为电力功率；具体如式(1)；

16、p＝v×i 式(1)

17、其中，i为电流，v为电压；

18、通过电池电压v和电池额定容量c的得出电池电量soc；具体如式(2)；

19、soc＝(v×c)/v0 式(2)

20、其中，soc为电池电量，v为电池电压，c为电池额定容量；

21、电池能量通过电池电压和电池容量的得出，如式(3)；

22、e＝v×c 式(3)

23、其中，e为电池能量，c为电池容量，v为电池电压；

24、能耗率通过空调设备的和制冷功率的乘积得出，再除以时间，如式(4)；

25、eer＝q1/p1×t 式(4)

26、其中，eer为能耗率，q1为制冷量，p1为制冷功率；

27、通过热泵或制冷机的制热量和输入功率的乘积得出，如式(5)

28、cop＝q2/p2×t 式(5)

29、其中，cop为能效比，热泵或制冷机的制热量为q2，p2为输入功率。

30、s3:进行储能应用状态监测，实时监测新能源储能系统的状态和运行情况，具体包括电池组的状态、充放电过程、电能质量数据；

31、s4:根据供需进行能量调度，具体根据电网需求和系统运行状态，对新能源储能系统进行能量调度，包括充放电控制、电能分配，确保系统的稳定运行和电能的合理利用；

32、进行根据供需进行能量调度，具体根据电网需求和系统运行状态，对新能源储能系统进行能量调度具体按以下步骤执行；

33、s4.1:收集负载功率需求量数据,具体从电力系统的监控系统或电力计量设备中收集负载功率需求量数据；

34、s4.2:计算负载功率需求量差值，将收集到的负载功率需求量数据与预设的负载功率需求量进行比较，计算出负载功率需求量差值δp；如式(6)；

35、δp＝p_actual-p_preset； 式(6)

36、其中，p_actual表示实际负载功率需求量，p_preset表示预设的负载功率需求量，δt表示时间差；

37、s4.3:根据负载功率需求量差值δp和储能系统的容量；(单位：wh)，计算出储能系统的充放电功率；如式(7)；

38、w＝δp/δt；

39、其中，w为充放电功率，δt为时间差；

40、s4.4:通过控制储能系统的充电控制器和放电控制器，调整储能系统的充放电状态。

41、s5:故障诊断与预警，通过分析数据和运行数据，对新能源储能系统通过预警装置进行故障诊断和预警；

42、s6:进行能耗管理，通过能耗监测和管理，对新能源储能系统进行能耗分析和优化；降低能源成本并提高能源效率。数据分析与优化具体是定期对新能源储能系统的运行数据进行深入分析，发现能源浪费和优化点，提出优化建议和改进措施。

43、具体按以下步骤执行:

44、s6.1:定期对新能源储能系统的运行数据进行分析，首先进行从新能源储能系统中收集运行数据，包括充放电功率、充放电时间、电量数据；

45、s6.2:通过数据分析，找出能源浪费和优化点，包括充放电频繁点，过度充电电或过度放电点；

46、具体按以下步骤执行：

47、s6.2.1:首先明确数据分析的目标，包括分析负载功率需求量的时间序列数据或分析不同类型负载的电量消耗情况；

48、s6.2.2:基于时间序列分析进行数据分析,首先通过使用差分、移动平均方法从时间序列数据中去除趋势和周期性变化，提取出纯粹的随机波动；

49、s6.2.3:计算时间序列的自相关系数和偏相关系数；如式(8)-式(9)；以确定序列的平稳性和相关性。如果自相关系数和偏相关系数都逐渐趋近于零，则序列是平稳的。

50、ρ(k)＝corr(x(t),x(t-k)) 式(8)

51、φ(k)＝corr(x(t),x(t-k)|x(t-1),x(t-2),…) 式(9)

52、其中，ρ(k)为自相关系数，φ(k)为偏相关系数；

53、s6.2.4:使用aic/bic方法，在提出的一组模型中选择aic/bic最小的模型，以避免过拟合情况。计算lb统计量与卡方统计量，如果lb统计数值小于对应的卡方统计数值，则判断拟合误差为白噪声序列，模型通过；如式(10)-式(11)；

54、aic＝nlog(ssr/n)+2k,bic＝nlog(ssr/n)+klog(n)式(10)

55、lb＝n^(-1)∑x[k]-n^(-1)∑x[j]corr(x[k],x[j])n^(-1)∑x[k]-n^(-1)∑x[j]n^(-1)∑x[j]-n^(-1)∑x[i]corr(x[k],x[i])n^(-1)∑x[k]-n^(-1)∑x[i]式(11)

56、s6.2.5:使用模型进行计算出能源浪费和优化点。

57、s6.3:根据发现的问题和优化点，制定相应的优化方案。

58、本发明提供一种数据分析计算系统设备，所述数据分析计算系统设备搭载如上述的应用系统。

59、本发明提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控制器执行时实现如上述中的任一项所述的方法。

60、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

61、1、通过数据探索分析，可以获取新能源储能系统的基本统计信息，如均值、方差等，同时还能发现储能的异常值。

62、定期的储能系统的数据基于时间序列分析的预测结果，可更轻松的发现能源的浪费点和需要优化的点，方便工作人员针对能源的浪费点和需要优化的点制定出更优的策略来管理和使用新能源储能系统。例如，根据预测的电量消耗情况，可以合理地安排充电和放电的时间和电量，以最大化新能源的利用率和系统的运行效率。

63、系统监控和维护：通过观察时间序列数据的异常变化，可以及时发现系统的故障或问题，以便及时采取措施进行维修和保护。这有助于保障新能源储能系统的稳定运行和安全性。