发明内容
针对上述问题,本发明公开了一种储能系统SOC值修正方法,包括:
计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间多个区间电量变化量;
根据所述区间电量变化量,以及相应的区间理论电量变化量,计算区间偏差;
根据所述区间偏差,计算当前储能系统的累计偏差;
根据所述当前储能系统的累计偏差,修正当前SOC值。
优选的,还包括根据所述当前储能系统的累计偏差,计算当前储能系统的累计电量偏差,包括:
若储能系统处于充电状态,基于储能系统充电的累计偏差,结合储能系统充电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统充电状态下的累计电量偏差;
若储能系统处于放电状态,基于储能系统放电的累计偏差,结合储能系统放电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统放电状态下的累计电量偏差。
优选的,计算所述区间电量变化量包括:
根据多次的储能系统从所述区间的起始SOC值跳变到目标SOC值的实际电量变化量计算所述区间电量变化量。
优选的,所述计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间多个区间电量变化量包括:
若当前储能系统处于充电状态,获取SOC值从起始值到目标值之间多个区间中每个区间的多次实际充电量,并采用加权平均法计算所述多次实际充电量;
若当前储能系统处于放电状态,获取SOC值从起始值到目标值之间多个区间中每个区间的多次实际放电量,并采用加权平均法计算所述多次实际放电量。
优选的,所述采用加权平均法计算所述多次实际充电量的加权充电量以最近的实际充电量权重最高;
所述采用加权平均法计算所述多次实际放电量的加权放电量以最近的实际放电量权重最高。
优选的,所述采用加权平均法计算所述多次实际充电量记录的加权充电量包括:
获取最近N1次该区间SOC值跳变的实际充电量,采用加权平均法处理N1次实际充电量,所述加权平均法以最近的记录的权重最高;
所述充电状态下的加权充电量的计算式为:
其中,
为加权充电量,XN1为最近的一次实际充电量,X1为最远的一次实际充电量,X2为第二远的实际充电量记录,N1为获取实际充电量的数量;
所述采用加权平均法计算所述多次实际放电量的加权放电量包括:
获取最近N2次该区间SOC值跳变的实际放电量,采用加权平均法处理N2次记录,所述加权平均法以最近的记录的权重最高;
所述加权放电量的计算式为:
其中,
为加权放电量,YN2为最近的一次实际放电量记录,Y1为最远的一次实际放电量记录,Y2为第二远的实际放电量记录,N2为获取实际放电量的数量。
优选的,所述根据所述区间电量变化量,以及区间理论电量变化量,计算区间偏差包括:
若储能系统处于充电状态,则SOC值跳变的偏差计算式为:
其中,PM为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的偏差,
为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的加权充电量,X为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的理论电量变化量,N为任意正整数,M为小于N的任意自然数;
若储能系统处于放电状态,则SOC值跳变的偏差计算式为:
QM为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的偏差,
为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的加权放电量,Y为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的理论电量变化量,N为任意正整数,M为不大于N的任意正整数。
优选的,所述根据所述区间偏差,计算当前储能系统的累计偏差包括:
储能系统处于充电状态下的累计偏差计算式为:
S1M=(PM+PM+1+…+PN-1);
其中,S1M为储能系统充电状态下,SOC值为M/N时,储能系统的累计偏差;PM为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的偏差;PM+1为SOC值从(M+1)/N跳变到(M+2)/N时的偏差;PN-1为SOC值从(N-1)/N跳变到N/N时的偏差;
若储能系统处于放电状态,累计偏差计算式为:
S2M=(Q1+Q2+…+QM);
其中,S2M为储能系统放电状态下,SOC值为M/N时,储能系统的累计偏差;QM为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的偏差;Q2为SOC值从2/N跳变到1/N时的偏差;Q1为SOC值从1/N跳变到0/N的偏差。
优选的,所述根据当前储能系统的累计偏差,修正当前SOC值包括:
若储能系统处于充电状态,当前SOC值的修正计算式为:
SOC=M/N+S1M/N;
其中,SOC为修正后的SOC值;M/N为储能系统当前的SOC值;N为储能系统SOC值的总等份数;M为储能系统剩余电量占有的等份数;S1M为储能系统充电状态,SOC值等于M/N时的累计偏差;
若储能系统处于放电状态,当前SOC值的修正计算式为:
SOC=M/N-S2M/N;
其中,SOC为修正后的SOC值;M/N为储能系统当前的SOC值;N为储能系统SOC值的总等份数;M为储能系统剩余电量占有的等份数;S2M为储能系统放电状态,SOC值等于M/N时的累计偏差。
一种储能系统SOC值修正系统,包括:
BMS系统,用于获取当前SOC值;
EMS系统,用于获取BMS系统测得的当前SOC值;
EMS系统包括SOC值修正模块,所述SOC修正模块用于计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间连续的区间电量变化量;还用于根据所述区间电量变化量,以及区间理论电量变化量,计算区间偏差;还用于根据所述区间偏差,计算当前储能系统的累计偏差;还用于根据所述当前储能系统的累计偏差,修正当前SOC值。
优选的,所述SOC值修正模块用于获取当前SOC值实际变化量,并根据SOC值实际变化量计算单次SOC值跳变的电量变化量。
优选的,所述SOC值修正模块用于根据所述当前储能系统的累计偏差,计算当前储能系统的累计电量偏差。
优选的,所述SOC值修正模块用于在储能系统处于充电状态时,基于储能系统充电的累计偏差,结合储能系统充电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统充电状态下的累计电量偏差。
优选的,所述SOC值修正模块用于在储能系统处于放电状态时,基于储能系统放电的累计偏差,结合储能系统放电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统放电状态下的累计电量偏差。
本发明的采用EMS根据SOC值、实际充、放电值实时计算偏差,通过偏差来计算修正SOC值,从而在储能系统不校准情况下EMS仍能确保SOC值的准确度。本发明避免采用间隔一段时间校准的方式,既降低了成本,又避免了储能系统未校准而造成偏差的风险。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种储能系统SOC值修正方法,以应用于SOC值为N等份的储能系统(N为任意正整数)。图1示出了一种储能系统SOC值修正方法的流程框图,如图1所示,一种储能系统SOC值的修正方法包括:
步骤一、计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间多个区间电量变化量。
需要说明的是,SOC值的起始值是储能系统当前SOC值;而SOC值的目标值,则是储能系统SOC值跳变向的SOC值。示例性的,储能系统在充电状态下的,当前SOC值为M%,其目标值为100%;同样的,在放电状态下,当前SOC值为M%,目标值为0%。需要注意的是,目标值也可以不是跳变方向上的终点值,例如,充电状态下,若当前SOC值为79%,目标值为80%;在放电状态下,当前SOC值为80%,目标值为79%。
区间电量变化量包括:
所述计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间多个区间电量变化量包括:
若当前储能系统处于充电状态,获取SOC值从起始值到目标值之间多个区间中每个区间的多次实际充电量,并采用加权平均法计算所述多次实际充电量;
若当前储能系统处于放电状态,获取SOC值从起始值到目标值之间多个区间中每个区间的多次实际放电量,并采用加权平均法计算所述多次实际放电量。
SOC值的跳变包括储能系统在充电状态下,SOC值递增的跳变,以及储能系统在放电状态下,SOC值递减的跳变(需要说明的是,本发明实施例中,SOC值的范围为0%~100%)。
其中,若当前储能系统处于充电状态,则获取N等份的SOC值的单次或连续多次SOC值跳变的多次实际充电量记录,并采用加权平均法计算所述多次实际充电量的加权充电量;
若当前储能系统处于放电状态,则获取N等份的SOC值的单次或连续多次SOC值跳变的多次实际放电量记录,并采用加权平均法计算所述多次实际放电量的加权放电量。
示例性的,采用加权平均法计算所述多次实际充电量的加权充电量包括:获取最近N1次该等份下的实际充电量,采用加权平均法处理N1次实际充电量,所述加权平均法以最近的记录的权重最高;
所述充电状态下的加权充电量的计算式为:
其中,
为加权充电量,X
N1为最近的一次实际充电量,X
1为最远的一次实际充电量,X
2为第二远的实际充电量记录,N1为获取实际充电量的数量。
采用加权平均法计算所述多次实际放电量的加权放电量包括:
获取最近N2次该次SOC值跳变的实际放电量,采用加权平均法处理N2次记录,所述加权平均法以最近的记录的权重最高;
所述加权放电量的计算式为:
其中,
为加权放电量,Y
N1为最近的一次实际放电量记录,Y
1为最远的一次实际放电量记录,Y
2为第二远的实际放电量记录,N1为获取实际放电量的数量。
需要说明的是,加权平均法的目的在于利用过去若干个按照时间顺序排列的实际充电量或者实际放电量,并以时间顺序数为权数,计算出加权充电量和加权放电量,以加权充电量或加权放电量预测未来期间实际充电量或实际放电量的变化趋势。
储能系统采用实时采集的方式,对储能系统的多次实际放电量记录和多次实际充电量记录进行统计,并调用最近的若干组进行加权充电量或加权放电量的计算。示例性的,统计储能系统最近10次的实际放电量记录,在计算加权放电量时,以最近一次(第10次)的放电量的权重为10,而最远一次(第1次)的权重为1。
步骤二、根据所述区间电量变化量,以及区间理论电量变化量,计算区间偏差。
示例性的,若储能系统处于充电状态,则SOC值跳变的偏差计算式为:
其中,P
M为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的偏差,
为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的加权充电量,X为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的理论电量变化量,N为任意正整数,M为小于N的任意自然数。
若储能系统处于放电状态,则SOC值跳变的偏差计算式为:
Q
M为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的偏差,
为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的加权放电量,Y为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的理论电量变化量,N为任意正整数,M为不大于N的任意正整数。
需要说明的是,SOC值每个等份的理论放电量或理论充电量都是一样的,例如SOC值每个等份的理论充电量都是X,SOC值每个等份的理论放电量都是Y。
步骤三、根据所述区间偏差,计算当前储能系统的累计偏差。
储能系统在充电状态下和放电状态下的累计偏差计算方式基于SOC值的跳变方向而不同。示例性的:
储能系统处于充电状态下的累计偏差计算式为:
S1 M=(PM+PM+1+…+PN-1);
其中,S1 M为储能系统充电状态下,SOC值为M/N时,储能系统的累计偏差;PM为SOC值从M/N跳变到(M+1)/N时的偏差;PM+1为SOC值从(M+1)/N跳变到(M+2)/N时的偏差;PN-1为SOC值从(N-1)/N跳变到N/N时的偏差。由于储能系统处于充电状态,储能系统的将由当前的未充满状态逐步变为充满状态,即储能系统的SOC值将从M/N逐步跳变到N/N,此时S1 M为SOC值从M/N逐步跳变到N/N过程中,每次跳变的偏差总和。
储能系统处于放电状态下的累计偏差计算式为:
S2 M=(Q1+Q2+…+QM);
其中,S2 M为储能系统放电状态下,SOC值为M/N时,储能系统的累计偏差;QM为SOC值从M/N跳变到(M-1)/N时的偏差;Q2为SOC值从2/N跳变到1/N时的偏差;Q1为SOC值从1/N跳变到0/N的偏差。由于储能系统处于放电状态,储能系统的将由当前的未完全放电状态逐步变为完全放电状态,即储能系统的SOC值将从M/N逐步跳变到0/N,此时S2 M为SOC值从M/N逐步跳变到0/N过程中,每次跳变的偏差总和。
步骤四、根据所述当前储能系统的累计偏差,修正当前SOC值。
由于步骤二中的偏差是每等份SOC值跳变的偏差,使得步骤三中的累计偏差也是相对于每等份SOC值跳变的累计偏差,而SOC值是以整个储能系统的储能为基础的比例系数。因而,在SOC值修正的过程中,应将累计偏差处于当前储能系统SOC值的等份数,从而得到相对于整个储能系统的储能的比例系数。
其中,若储能系统处于放电状态,当前SOC值的修正计算式为:
SOC=M/N+S1 M/N;
其中,SOC为修正后的SOC值;M/N为储能系统当前的SOC值;N为储能系统SOC值的总等份数;M为储能系统剩余电量占有的等份数;S1 M为储能系统充电状态,SOC值等于M/N时的累计偏差。
若储能系统处于放电状态,当前SOC值的修正计算式为:
SOC=M/N-S2 M/N;
其中,其中,SOC为修正后的SOC值;M/N为储能系统当前的SOC值;N为储能系统SOC值的总等份数;M为储能系统剩余电量占有的等份数;S2 M为储能系统放电状态,SOC值等于M/N时的累计偏差。
本发明的一种储能系统SOC值修正方法还包括根据当前储能系统的累计偏差,计算当前储能系统的累计电量偏差。累计电量偏差包括充电状态下的累计充电量偏差和累计放电量偏差。具体的,在充电状态下,累计充电量偏差为储能系统充电累计偏差和每等份SOC值跳变的理论充电量的乘积;在放电状态下,累计放电量偏差为储能系统放电累计偏差和每等分SOC值跳变的理论充电量的乘积。
针对以上方法,本发明还提出了一种储能系统SOC值修正系统,图2示出了本发明实施例的系统结构示意图,如图2所示,一种储能系统SOC值修正系统包括:
BMS系统,BMS系统用于获取当前SOC值;
EMS系统,用于获取BMS系统测得的当前SOC值;
EMS系统包括SOC值修正模块,SOC值修正模块用于根据直流电表或电量计量装置得到的实际电量变化量对当前SOC值修正。
所述SOC修正模块用于计算储能系统SOC值从起始值到目标值之间连续的区间电量变化量;还用于根据所述区间电量变化量,以及区间理论电量变化量,计算区间偏差;还用于根据所述区间偏差,计算当前储能系统的累计偏差;还用于根据所述当前储能系统的累计偏差,修正当前SOC值。
SOC值修正模块用于获取当前SOC值实际变化量,并根据SOC值实际变化量计算单次SOC值跳变的电量变化量。
SOC值修正模块用于根据所述当前储能系统的累计偏差,计算当前储能系统的累计电量偏差。
所述SOC值修正模块用于在储能系统处于充电状态时,基于储能系统充电的累计偏差,结合储能系统充电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统充电状态下的累计电量偏差。
SOC值修正模块用于在储能系统处于放电状态时,基于储能系统放电的累计偏差,结合储能系统放电时SOC值跳变的理论电量变化量,计算储能系统放电状态下的累计电量偏差。
以下以10兆瓦的储能系统进行示例性说明的。图3示出了本发明将SOC值等份的一种示例性说明,如图3所示,储能单元的SOC值是100等份,则形成0%~100%的数值范围,理论上每1%的SOC值变化对应的可充放电量是一样的,都是100kWh,但实际中因电气特性会产生一些差别。需要说明的是,储能单元的等份数量并不限定,也可以为其他数量,例如,SOC值可以为50等份、1000等份以及其他等份数量。其中,在SOC值50等份时,形成1/50~50/50的数值范围;当SOC值1000等份时,形成1‰~1000‰的数值范围。其中,对于50等份的SOC值,理论上每个1/50的SOC值变换对应的可充放电量是一样的;对于1000等份的SOC值,理论上每1‰的SOC值变换对应的可充放电量是一样的。
以下以SOC值100等份为例介绍10兆瓦的储能系统SOC值的修正方法。需要说明的是,本发明不仅适用于SOC值100等份的储能系统的SOC值校正,还适用于其他等份数量的储能系统的SOC值校正。
本发明的储能系统的SOC值修正包括在充电状态下SOC值偏差计算及修正,以及在充电状态下的偏差计算与修正。
在充电下,每个等份理论上充电量都是一样的,假设都是X,X=100kWh。图4示出了本发明在充电下SOC值N等份的偏差计算及修正的流程框图,如图4所示,充电下SOC值偏差计算及修正的方法包括:
A1、充电下SOC值从M%跳到(M+1)%,M小于N且大于等于1,M为任意正整数;
A2、计算SOC值从M%跳到(M+1)%的实际充电量;
A3、获取最近的N1次SOC值从M%跳变到(M+1)%的实际充电量X1,X2...XN-1;
A4、计算SOC值从M%到(M+1)%一个等份内的偏差PM;
A5、计算SOC值M累计偏差SM以及累计充电量偏差E1 M。
以M为79进行示例性说明:
(一)首先根据历史值计算某个等份的偏差。
假设计算从SOC为79%到SOC值为80%之间的偏差系数为P79,首先获取最近5次的SOC值从79%跳变到80%的实际充电量记录,分别如下:
100kWh、100kWh、99kWh、98kWh、98kWh;
加权平均法采用数据最近权重最高的方法,计算式如下:
假设,经过计算
则可计算得到P
79=1-(98.6/100),即P
79=1.4%。
以此类推,可得到每个等份的偏差P0、P2、...、P99;示例性的,每个等份的偏差相等,即每个等份的偏差都为1.4%。
(二)根据上述得到的每等份的偏差,计算当前SOC值的误差。
假设当前SOC的值为79%,则当前系统的累计偏差计算式为:
S1 79=(P79+P80+…+P99);
可计算得到S1 79=29.4%;
其中,S1 79为充电状态下,SOC值等于79%时系统的累计偏差充电量为:
E79=S1 79×X;
(三)根据累计偏差来修正当前充电SOC
假设当前SOC的值为79%,那么:
修正后的SOC=(79+S1 79)%;
即可计算得到,修正后的SOC=79.294%。
在放电下,每个等份理论上放电量的都是一样的,假设都为Y,Y=100kWh。
图5示出了本发明在放电下SOC值N等份的偏差计算及修正的流程框图,如图5所示,放电下SOC值偏差计算及修正的方法包括:
B1、放电下SOC值从(M+1)%跳到M%,M小于N且大于等于1,M为任意正整数;
B2、计算SOC值从(M+1)%跳到M%的实际放电量;
B3、获取最近的N2次SOC值从(M+1)%跳到M%的实际放电量Y1、Y2、...、YN-1;
B4、计算SOC值从(M+1)%跳到M%一个等份内的偏差QM;
B5、计算SOC值M累计偏差S2 M以及累计放电量偏差E2 M。
以M为79进行示例性说明:
(一)首先根据历史值计算某个等份的偏差。
假设计算从SOC值为80%到SOC值为79%之间的偏差系数为Q79,首先获取最近5次的从SOC值为80%到SOC值为79%的实际放电量记录,分别如下:
100kWh、99kWh、99kWh、98kWh、97kWh;
然后采用加权平均法得到加权Y79值,然后用Y79值与Y值计算Q79。
加权法采用数据最近权重最高的方法,计算式如下:
可计算得到Q79=1.87%;
根据上述方法可以得到每个等份的偏差Q1、Q2、...、Q100;示例性的,每个等份的偏差相等,即每个等份的偏差都为1.87%。
(二)根据上述得到的每等份的偏差,计算当前SOC值的误差。
假设当前SOC的值为79%,则此时系统误差计算式如下:
S2 79=(Q1+Q2+…+Q79);
可计算得到S2 79=147.73%
偏差放电量偏差为:
E2 79=S2 79×Y。
(三)根据偏差来修正当前放电SOC
假设当前SOC的值为79%,那么:
修正后的SOC=(79-S2 79)%;
可计算得到,修正后的SOC=77.5227%。
本发明的采用EMS根据SOC值、实际充、放电值实时计算偏差,通过偏差来计算修正SOC值,从而在储能系统不校准情况下EMS仍能确保SOC值的准确度。避免采用间隔一段时间校准的方式,既降低了成本,又避免了储能系统未校准而造成偏差的风险。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。