基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力領域，尤指一種基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方 法及系統。
【背景技術】
[0002] 現今，隨著風電、光伏工程的不斷增加，儲能技術作為抑制新能源發電波動性、間 歇性的有效手段，也得到了快速發展。儲能電站由一個或多個儲能單元組成，儲能單元受儲 能電站監控系統控制進行充放電。儲能單元充放電功率對儲能電站功率的跟隨情況，是衡 量儲能單元運行狀態、評估儲能電站監控系統對儲能單元功率控制能力的重要依據。
【發明內容】
[0003] 針對儲能單元充放電功率對儲能電站功率的跟隨情況，本發明通過分析儲能單元 功率波形與儲能電站功率波形的相似程度，提出一種基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤 性能評估方法，為評估儲能電站監控系統功率控制能力，掌握儲能單元運行狀態提供技術 手段。
[0004] 為達到上述目的，本發明提出了一種基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評 估方法，所述方法包括；步驟1，獲取儲能電站功率W及儲能電站中的儲能單元功率；步驟 2, 設定功率波形比例系數的范圍及步長，通過計算獲得多個預設功率波形比例系數；步驟 3, 根據所述儲能電站功率、儲能單元功率、預設功率波形比例系數，計算獲得所述儲能單元 的功率波形比例系數；步驟4,根據儲能電站功率、儲能單元功率、儲能單元的功率波形比 例系數計算獲得功率波形相似度，利用所述功率波形相似度評估儲能單元功率跟蹤性能， 其中，計算獲得功率波形相似度利用的公式如下：
Cl)
[0006] 其中，S為某一儲能單元的功率波形相似度；T為儲能電站運行時間；P為所述儲能 電站功率；P'為某一所述儲能單元功率；a為某一所述儲能單元的功率波形比例系數。
[0007] 為達到上述目的，本發明提出了一種基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評 估系統，所述系統包括：功率獲取模塊，用于獲取儲能電站功率W及儲能電站中的儲能單元 功率；預設模塊，用于設定功率波形比例系數的范圍及步長，通過計算獲得多個預設功率波 形比例系數；功率波形比例系數計算模塊，用于根據所述儲能電站功率、儲能單元功率、預 設功率波形比例系數，計算獲得所述儲能單元的功率波形比例系數；性能評估模塊，用于根 據儲能電站功率、儲能單元功率、儲能單元的功率波形比例系數計算獲得功率波形相似度， 利用所述功率波形相似度評估儲能單元功率跟蹤性能，其中，計算獲得功率波形相似度利 用的公式如下： (I)
[0009] 其中，S為某一儲能單元的功率波形相似度；T為儲能電站運行時間；P為所述儲能 電站功率；P'為某一所述儲能單元功率；a為某一所述儲能單元的功率波形比例系數。
[0010] 本發明提出的基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方法通過計算儲能 單元功率經過比例放大的曲線與儲能電站運行功率曲線所圍面積，采用等步長尋優功率波 形比例系數，最終確定功率波形相似度，可W衡量儲能單元對儲能電站功率跟蹤能力，能有 效評估儲能單元對儲能電站監控系統功率指令跟隨情況，對于衡量儲能電站監控系統功率 控制能力，掌握儲能單元運行狀態具有重要意義。
【附圖說明】
[0011] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發明的限定。在附圖中：
[0012] 圖1為本發明一實施例的基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方法流 程圖。
[0013] 圖2為本發明一實施例的儲能單元的功率波形比例系數獲取流程示意圖。
[0014] 圖3為本發明一具體實施例的儲能電站的功率曲線示意圖。
[0015] 圖4為本發明一具體實施例的儲能電站中儲能單元Z的功率曲線示意圖。
[0016] 圖5為本發明一具體實施例的儲能電站中儲能單元A的功率曲線示意圖。
[0017] 圖6為儲能單元Z及儲能單元A的功率波形比例系數的示意圖。
[0018] 圖7為儲能單元Z、儲能單元A分別與儲能電站的波形相似度曲線示意圖。
[0019] 圖8為本發明一實施例的基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估系統示 意圖。
【具體實施方式】
[0020] W下配合圖式及本發明的較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所 采取的技術手段。
[0021] 圖1為本發明一實施例的基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方法流 程圖。該方法包括：
[0022] 步驟1，獲取儲能電站功率W及儲能電站中的儲能單元功率；
[0023] 步驟2,設定功率波形比例系數的范圍及步長，通過計算獲得多個預設功率波形比 例系數；
[0024] 步驟3,根據所述儲能電站功率、儲能單元功率、預設功率波形比例系數，計算獲得 所述儲能單元的功率波形比例系數；
[0025] 步驟4,根據儲能電站功率、儲能單元功率、儲能單元的功率波形比例系數計算獲 得功率波形相似度，利用所述功率波形相似度評估儲能單元功率跟蹤性能，其中，計算獲得 功率波形相似度利用的公式如下： (I)
[0027] 其中，S為某一儲能單元的功率波形相似度；
[0028] T為儲能電站運行時間；
[0029] P為所述儲能電站功率；
[0030] P'為某一所述儲能單元功率；
[0031] a為某一所述儲能單元的功率波形比例系數。
[0032] 在步驟4中獲得的儲能單元與儲能電站功率波形相似度是指，儲能單元運行功率 經過比例放大后，與儲能電站運行功率波形的相似程度，該指標用來衡量儲能單元對儲能 電站功率指令的跟隨情況，或評估儲能電站對儲能單元充放電功率的控制情況
[003引從公式（1)可W看出，分式中的分母為儲能電站在T時間內充放電功率與時間軸 所圍面積，或者充放電電量絕對值之和，分子為儲能電站功率與比例放大的儲能單元功率 所圍面積的絕對值之和。當波形相似度為100%時，此時儲能單元對儲能電站功率的跟隨為 理想情況，儲能單元能完全跟隨儲能電站的功率指令；當波形相似度<100%時，表明儲能 單元功率跟隨情況不佳，波形相似度越小，儲能單元功率跟隨情況越差。
[0034] 綜上所述步驟，根據功率波形比例系數，計算功率波形相似度，可繪制出不同儲能 單元功率波形相似度曲線，對儲能單元功率跟隨情況進行評估。
[0035] 在本實施例的步驟3中，根據所述儲能電站功率、儲能單元功率、預設功率波形比 例系數，計算獲得所述儲能單元的功率波形比例系數包括：
[003引步驟31，計算W下公式似中D。的數值：
a)
[0038] 其中，T為儲能電站運行時間；
[0039] P為所述儲能電站功率；
[0040] P'為某一所述儲能單元功率；
[0041] a。表示在設定的功率波形比例系數的范圍內，某一所述儲能單元的預設功率波形 比例系數；
[0042] N表示預設功率波形比例系數的取值個數，由設定的功率波形比例系數的范圍及 步長計算得到；
[0043] D。表示儲能電站功率P與預設功率波形比例系數曰。乘W某一所述儲能單元功率 P'的乘積所圍的面積；
[0044] 步驟32,根據所圍的面積D。，選取其中最小值對應的預設功率波形比例系數，獲得 所述儲能單元的功率波形比例系數。
[0045] 功率波形比例系數a的取值應保證儲能電站功率P與比例放大的儲能單元功率 anXP'所圍面積最小，即{|^|戶_。。><護|汲的值最小，從而保證比例放大后的儲能單元功率波 形與儲能電站功率波形最相似。結合步驟31、步驟32所述，功率波形比例系數a可W通過 確定其取值范圍，然后由等步長尋優方法計算得到，每個時刻功率波形比例系數a都不同， 通過計算可W確定某一處能單元在T時刻時的功率波形比例系數。
[0046] 圖2為本發明一實施例的儲能單元的功率波形比例系數獲取流程示意圖。結合圖 2所示，步驟31、步驟32還具體包括：
[0047] 步驟311，在初始化后，輸入T時刻儲能電站功率數據P，某一儲能單元功率P' ； [004引步驟312,輸入功率波形比例系數a的取值范圍及步長；
[0049] 步驟313,根據取值范圍和步長，確定預設功率波形比例系數的取值個數N ;
[0050] 相應的，根據取值范圍、步長、取值個數，可W通過計算獲得多個預設功率波形比 例系數曰。；
[005。 步驟314,計算T時刻，P與（曰1~曰。）XP'所圍面積的絕對值化~Dn ;
[0052] 步驟321，選取Di~Dn中最小值Dmin ;
[0053] 步驟322,與Dmm所對應的預設功率波形比例系數即為T時刻的功率波形比例系數 曰。
[0054] 為了對上述基于波形相似度的儲能單元功率跟蹤性能評估方法進行更為清楚的 解釋，下面結合一個具體的實施例來進行說明，然而值得注意的是該實施例僅是為了更好 地說明本發明，并不構成對本發明不當的限定。
[0055] 結合步驟1，首先獲取儲能電站功率，儲能電站中的儲能單元Z功率、儲能單元A功 率。如圖3至圖5所示，分別為儲能電站功率曲線示意圖、儲能單元Z功率曲線示意圖、儲 能單元A功率曲線示意圖。
[0056] 結合步驟2、3,計算獲得儲能單元Z、A的功率