CN117728377A - 城市交通储能系统的动态能量控制管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能系统控制管理技术领域，提供一种城市交通储能系统的动态能量控制管理方法及系统，其中方法包括：确定模板函数和分解与重构次数；采集直流接触网电压信号，将直流接触网电压信号与模板函数进行运算，并求出其相似度；将模板函数周期衰减一半或平移模板函数得到新的模板函数，经运算得到其相似度；衰减模板函数或平移模板函数，经运算以及扩展，得到各个阶次的相似度；对各阶次相似度与对应模板函数进行卷积运算，分离出高频接触网电压信号和低频接触网电压信号；分别根据高频接触网电压信号和低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。本发明既保证了低频接触网电压信号的低时延，又获得了多维度的高频接触网电压信号特征。

Description

城市交通储能系统的动态能量控制管理方法及系统

技术领域

本发明涉及储能系统控制管理技术领域，尤其涉及一种城市交通储能系统的动态能量控制管理方法及系统。

背景技术

地面式储能系统一般由储能模组和变流器组成，若储能元件为超级电容或电池，则变流器为双向DC/DC变流器，若采用飞轮储能，则变流器为逆变器。地面式储能系统并联在直流接触网正负母线两端，通过DC/DC变流器来控制储能系统的充放电，实现储能元件与牵引网之间的能量流动。地面式储能系统的控制可分为两层，上层为能量管理层，下层为变流器控制层。

针对上述储能系统，传统的能量管理策略以及技术缺陷如下：

1.双闭环控制策略

典型的双环控制能量管理策略是基于直流网电压和电感电流对电池储能系统的双向DC/DC变换器进行控制，实现对储能系统的充放电控制。

双闭环控制策略以直流网电压作为判断依据，可以合理切换储能系统的四种工作状态（充电、待机、放电、禁止工作），因此双环控制也成为后续改进型能量管理策略的基础。但这种策略采用恒定的充放电阈值，缺乏与城轨列车、储能系统特性和城市电网波动的结合，列车发车间隔的改变会影响供电系统的能量流动情况，牵引网空载电压并不是固定值，而是实时波动的，恒定的充放电阈值无法实现最优的节能效果，因此固定的充放电阈值可能导致储能系统发生“充而不放”或“无法充电”的现象，而且恒定充放电阈值会导致充放电不平衡，会造成电池的SOC值过高或过低，导致电池过充过放。

2.基于牵引变电所运行状态的动态阈值能量管理策略

在双环控制策略的基础上，考虑城轨供电系统、储能系统各自的特性多名学者提出了基于牵引变电所运行状态的动态阈值能量管理策略，该控制策略实时检测变电所输出电压的５次谐波，当５次谐波值大于某一值时，根据当前的网压调整储能系统的充放电阈值，增大了储能系统的放电量。与固定充放电阈值控制策略相比，这一控制策略解决了牵引网空载电压波动对电池储能系统充放电的影响，增大了储能系统的利用率。但这种策略依然缺乏与城轨列车的结合，列车发车间隔的改变会影响供电系统的能量流动情况。

3.SOC调整策略

SOC调整策略仍采用固定充放电阈值策略，为了防止多次充放电不平衡导致电池过充过放，在储能系统期间待机期间对电池进行小电流充放电，调整电池SOC将SOC维持在某一区间内，电池储能系统的调整功率与直流网电压有关。SOC调整策略有效避免了电池过充过放，但待机期间不必要的充放电会加速电池寿命衰减；同时DC/DC变换器一直处于工作状态，会造成不必要的损耗。

4.基于优化目标的能量管理策略

基于优化目标的能量管理策略（基于最大功率点跟踪的控制策略（I-SOC控制）），在传统双环控制策略下加入SOC环，通过调整储能系统最大放电电流，调整电池的SOC，将SOC维持在最大功率点附近。同时考虑电池寿命损耗对电池内阻的影响，自动调整最大功率点。这种控制策略增大了储能系统节能效果，但电池的利用率较低，比较适用于以节能为主要目的的储能系统。

利用电池储能系统削减变电所峰值功率策略，这对减小牵引变电所安装成本或增大变电所的安装间距具有重要意义。电池储能系统除了回收列车剩余再生制动能量，高峰期和低峰期的分时电价差以及变电所峰值功率的减小为储能系统带来了额外收益，可以分析出不同削峰需求下的经济收益。目前通过此控制策略可以对经济效益进行评估但并没有可行的控制策略。

基于上述各类技术，分析如下：

有混合储能系统的牵引供电系统能量流图如图1所示。列车牵引能量，列车制动能量/>和变电所输出能量/>可以表示为：

式中，和/>为线路上第i列列车的电压和电流，当列车牵引时电流大于0，反之亦然；n为线路上列车数量；/>和/>为第j个牵引变电所的电压和电流。T为系统运行时长。列车i产生的再生制动能量只能被车载制动电阻和邻近的牵引列车所消耗。此时，车载制动电阻所消耗的能量和列车间交互能量可以表示为：

式中，为车载制动电阻耗能，/>为流过第i列列车车载制动电阻的电流值，/>为列车间的交互能量。图1变电站中混合储能系统的参与使得列车的牵引/制动能量多了一条流动路径。此时，储能系统充放电量和列车间交互能量可以表示为：

式中为混合储能系统的充电电量，/>为混合储能系统的放电电量。

由上述分析可见，直流接触网的波动最能直接反应整体系统的运行情况，只有分析直流接触网并给出有效的控制策略，才能良好的平衡城轨列车、储能系统和城市电网，那么又回到了双闭环控制策略所遇到的所有问题。城市电网的波动，储能系统的充放电，列车的启动制动，这些都会造成电力系统的监测过程中所搜集到的监测信号含有大量的背景噪声，使得上述传统方法无法进行有效的控制。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种城市交通储能系统的动态能量控制管理方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，包括：

对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，通过用模板函数库中的模板函数进行多次比对，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；

实时采集直流接触网电压信号，将采集到的直流接触网电压信号/>不断与平移的模板函数/>进行/>运算，并求出模板函数与电压信号的相似度；

通过相似度和模板函数/>卷积运算重构出高频接触网电压信号，同时分离出低频接触网电压信号/>；

将模板函数周期衰减一半并不断平移模板函数得到新的模板函数，进行卷积运算，得到其相似度/>；

通过相似度和模板函数/>卷积运算重构出高频接触网电压信号，同时分离出低频接触网电压信号/>；

根据分解和重构次数N不断衰减模板函数，在每一次衰减后不断平移模板函数，进行卷积运算，不断扩展，得到各个阶次的相似度/>和各个阶次的低频接触网电压信号/>；

对各个阶次相似度与对应的模板函数进行卷积运算，以分离出N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号/>；

分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

根据本发明的一个方面，根据所述N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

S1.通过对第N维低频接触网电压信号周期性的分析，确定观测序列，对各个储能系统的阈值进行动态调整，同时将观测序列内的数据导入预测模型，对整体储能系统进行能量预测，根据预测结果对储能系统进行宏观调整；

S2.更新观测序列长度，重复S1步骤。

根据本发明的一个方面，根据所述N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

将第N维低频接触网电压信号接入到传统双闭环控制策略对储能系统的充放电进行实时控制。

根据本发明的一个方面，根据所述N维高频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

通过对N维高频接触网电压信号进行动态分析，实时判断各储能系统状态，确定储能系统损耗情况，从而判断储能系统中的相关设备是否需要进行检修或故障切除。

为实现上述目的，本发明还提供一种城市交通储能系统的动态能量控制管理系统，包括：

模板函数和迭代次数确定模块，对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，通过用模板函数库中的模板函数进行多次比对，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；

信号采集模块，实时采集直流接触网电压信号；

分解计算模块，将信号与不断平移的模板函数/>运算，并求出其相似度/>；

重构计算模块，通过相似度和模板函数/>通过卷积运算重构出高频接触网电压信号/>，同时分离出低频接触网电压信号/>；

循环分解重构模块，根据所确定的分解与重构次数N，不断衰减模板函数，并进行分解运算得到相似度/>，之后再进行重构运算得到高频接触网电压信号，最后分离出低频接触网电压信号/>；

能量控制管理模块，分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。

根据本发明的方案，通过动态能量管理策略，可以使不同尺度和频率上的能量分布压缩到相应的相似度中，使得稀疏能量大部分集中在少数的相似度上，能够使能量波动经过变换后的熵降低，有助于对不同时刻列车和储能系统的双向能量流动情况进行深入分析。

与其他滤波方式相比，本发明既保证了低频接触网电压信号的低时延，又获得了多维度的高频接触网电压信号特征。

本发明可以充分展现能量波动的非平稳特性，例如储能站的充放电暂态过程、列车的启动和制动暂态过程，甚至可以用来分析直流接触网的故障等。

本发明可以对能量波动进行去相关处理，同时变换后的噪声会白化，使得噪声更易于去除。

在本发明中，模板函数的自由选择使得针对不同的系统和控制策略可以灵活应用不同的策略，通过变换模板函数，可以实现高频接触网电压信号的有效分解和重构，从而获取有效特征进行分析。

本发明还具有良好的实时性，实际的城轨列车在一定时间段内都具有周期性，本发明提供了一个可调变的时频窗口，通过对上一时刻的分析，可以指导本时刻的能量控制。

附图说明

图1示意性表示有混合储能系统的牵引供电系统能量流图；

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法的流程图；

图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的动态能量管理策略分解与重构图；

图4示意性表示根据本发明的实施例1的能量分析实例图。

具体实施方式

现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施方式”和“一种实施方式”要被解读为“至少一个实施方式”。

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法的流程图。如图2所示，在本实施方式中，城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，包括：

a. 对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，通过用模板函数库中的模板函数进行多次比对，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；（a步骤之前需预先设计一个模板函数库，模板函数库中的模板函数的共同特征包括但不限于：在时域上是光滑的，在频域上是集中的，可以调整相应参数来适应不同的信号或从不同尺度解析信号。）

b.实时采集直流接触网电压信号，将采集到的直流接触网电压信号/>不断与平移的模板函数/>进行/>运算，并求出模板函数与电压信号的相似度，/>；

c.通过相似度和模板函数/>通过卷积运算重构出高频接触网电压信号，同时分离出低频接触网电压信号/>，/>；

d.将模板函数周期衰减一半并不断平移模板函数得到新的模板函数，进行卷积运算，得到其相似度/>，/>；

e.通过相似度和模板函数/>通过卷积运算重构出高频接触网电压信号，同时分离出低频接触网电压信号/>，/>；

f.根据分解和重构次数N不断衰减模板函数，在每一次衰减后不断平移模板函数，进行卷积运算，不断扩展，得到各个阶次的相似度/>和各个阶次的低频接触网电压信号/>，/>；

g.对各个阶次相似度与对应的模板函数进行卷积运算，以分离出N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号/>，；

h.分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

在本实施方式中，把直流接触网电压信号和模板函数g(x)放在同一坐标系下进行分析，其中x可表示为时间，但因为模板函数g(x)只能分解直流接触网电压信号/>的一个部分，所以需要逐步分解整个直流接触网电压信号/>，即通过加减t时刻使模板函数在坐标轴上运动起来，这样就可以分解整个直流接触网电压信号f(x)而不是一个部分。

根据本发明的一种实施方式，根据分解和重构次数N进行直流接触网电压信号的衰减和平移过程，如图3所示，展示了对直流接触网电压信号进行三层分解和重构，其中，表示原始直流接触网电压信号，/>表示低频段接触网电压信号，/>表示高频段接触网电压信号，右下标的数字N表示分解的阶次(即尺度数)，分解前后的关系如式所示:

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述h步骤中，根据N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

S1.通过对第N维低频接触网电压信号周期性的分析，确定观测序列，对各个储能系统的阈值（如：电压阈值，SOC阈值等）进行动态调整，同时将观测序列内的数据导入预测模型，对整体储能系统进行能量预测，根据预测结果对储能系统进行宏观调整；

S2.更新观测序列长度，重复S1步骤。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述h步骤中，根据N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

将第N维低频接触网电压信号接入到传统双闭环控制策略对储能系统的充放电进行实时控制。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述h步骤中，根据N维高频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

通过对N维高频接触网电压信号进行动态分析，实时判断各储能系统状态，确定储能系统损耗情况，从而判断储能系统重的相关设备是否需要进行检修或故障切除。

根据本发明的上述方案，动态能量管理策略系数的分布稀疏，能够使能量波动经过变换后的熵降低，有助于对不同时刻列车和储能系统的双向能量流动情况进行深入分析。

与其他滤波方式相比，本发明既保证了低频接触网电压信号的低时延，又获得了多维度的高频接触网电压信号特征。

本发明可以充分展现能量波动的非平稳特性，例如储能站的充放电暂态过程、列车的启动和制动暂态过程，甚至可以用来分析直流接触网的故障等。

本发明可以对能量波动进行去相关处理，同时变换后的噪声会白化，使得噪声更易于去除。

在本发明中，模板函数的自由选择使得针对不同的系统和控制策略可以灵活应用不同的策略，通过变换模板函数，可以实现高频接触网电压信号的有效分解和重构，从而获取有效特征进行分析。

本发明还具有良好的实时性，实际的城轨列车在一定时间段内都具有周期性，本发明提供了一个可调变的时频窗口，通过对上一时刻的分析，可以指导本时刻的能量控制。

为实现上述目的，本发明还提供一种城市交通储能系统的动态能量控制管理系统，包括：

模板函数和迭代次数确定模块，对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；

信号采集模块，实时采集直流接触网电压信号

分解计算模块，将信号与不断平移的模板函数/>运算，并求出其相似度/>；

重构计算模块，通过相似度和模板函数/>通过卷积运算重构出高频接触网电压信号/>，同时分离出低频接触网电压信号/>；

循环分解重构模块，根据所确定的分解与重构次数N，不断衰减模板函数，并进行分解运算得到/>，之后再进行重构运算得到高频接触网电压信号/>，最后分离出低频接触网电压信号/>；

能量控制管理模块，分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

根据本发明的一种实施方式，根据分解和重构次数N进行直流接触网电压信号的衰减和平移过程，如图3所示，展示了对直流接触网电压信号进行三层分解和重构，其中，表示原始直流接触网电压信号，/>表示低频段接触网电压信号，/>表示高频段接触网电压信号，右下标的数字N表示分解的阶次(即尺度数)，分解前后的关系如式所示:

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述能量控制管理模块中，根据N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

S1.通过对第N维低频接触网电压信号周期性的分析，确定观测序列，对各个储能系统的阈值（如：电压阈值，SOC阈值等）进行动态调整，同时将观测序列内的数据导入预测模型，对整体储能系统进行能量预测，根据预测结果对储能系统进行宏观调整；

S2.更新观测序列长度，重复S1步骤。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述能量控制管理模块中，根据N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

将第N维低频接触网电压信号接入到传统双闭环控制策略对储能系统的充放电进行实时控制。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，在上述能量控制管理模块中，根据N维高频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

通过对N维高频接触网电压信号进行动态分析，实时判断各储能系统状态，确定储能系统损耗情况，从而判断储能系统重的相关设备是否需要进行检修或故障切除。

根据本发明的上述方案，动态能量管理策略系数的分布稀疏，能够使能量波动经过变换后的熵降低，有助于对不同时刻列车和储能系统的双向能量流动情况进行深入分析。

与其他滤波方式相比，本发明既保证了低频接触网电压信号的低时延，又获得了多维度的高频接触网电压信号特征。

本发明可以充分展现能量波动的非平稳特性，例如储能站的充放电暂态过程、列车的启动和制动暂态过程，甚至可以用来分析直流接触网的故障等。

本发明可以对能量波动进行去相关处理，同时变换后的噪声会白化，使得噪声更易于去除。

在本发明中，模板函数的自由选择使得针对不同的系统和控制策略可以灵活应用不同的策略，通过变换模板函数，可以实现高频接触网电压信号的有效分解和重构，从而获取有效特征进行分析。

本发明还具有良好的实时性，实际的城轨列车在一定时间段内都具有周期性，本发明提供了一个可调变的时频窗口，通过对上一时刻的分析，可以指导本时刻的能量控制。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。

基于本发明的上述方案，以下结合附图以一种具体实施例的方式详细说明本发明的方案。

实施例1

以下将一段充满噪声的直流接触网电压信号进行细致的分解与重构：

使用电压采集装置对某地某一时段的直流接触网电压信号进行实时采样得到信号S如图4所示，使用预先设计好的模板函数对信号S进行10次分解与重构，得到：

其中：

通过本动态能量管理策略的十次分解与重构，可以得到该时段内具有十维高频特性和一维低频特性的曲线，如图4所示。这些曲线充分展现了直流接触网电压波形的复杂性和多变性。将分解重构后的低频接触网电压信号作为传统双闭环控制策略的/>信号传入控制装置进行比例积分运算，以达到对各个子系统控制的目的。由于本发明直接对直流接触网电压进行实时控制，城市电网的波动可以被视为线性稳定变化的，因此本方法能够有效地解决城市电网波动所带来的影响。

城轨列车在某一时段内呈现近似周期性变化，本发明通过对上一时刻，即图4中左侧虚线框部分的低频特性进行分析。通过深入剖析低频特性，本发明可以准确把握城轨列车启动制动的变化规律，通过控制装置的迭代运算从而动态调整本时刻，即对图4中右侧实线框部分的阈值进行动态调整。这种方法有效解决了基于牵引变电所运行状态的动态阈值能量管理策略所涉及的列车发车间隔改变会影响供电系统能量流动的问题。

同时，本发明还提供了明确的能量变化情况，将低频接触网电压信号传入现有的预测模型中进行运算，通过这种方式可以为储能系统的工作状态提供指导，避免储能系统因噪声而反复进行充放电，延长储能系统的寿命，同时也考虑了节能率的问题。通过最大程度地利用储能系统来稳定直流接触网，我们可以间接提高城轨列车的能量回收率。

除此之外，本发明在给出能量管理策略的同时也提取到了该时段的高频特性....../>。通过保护装置对这些高频特性进行动态分析，本发明可以对各个子系统故障、损耗进行一定程度的预判，提前开展检修工作以避免故障的发生。这种方法不仅提高了设备的可靠性，还降低了维护成本，提高了运营效率。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例节能信号发送/接收的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

应理解，本发明的发明内容及实施例中各步骤的序号的大小并不绝对意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (7)

1.城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，其特征在于，包括：

对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，通过用模板函数库中的模板函数进行多次比对，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；

实时采集直流接触网电压信号，将采集到的直流接触网电压信号/>不断与平移的模板函数/>进行/>运算，并求出模板函数与电压信号的相似度/>；

；

通过相似度和模板函数/>卷积运算重构出高频接触网电压信号，同时分离出低频接触网电压信号/>；

；

将模板函数周期衰减一半并不断平移模板函数得到新的模板函数，进行卷积运算，得到其相似度/>；

；

通过相似度和模板函数/>卷积运算重构出高频接触网电压信号/>，同时分离出低频接触网电压信号/>；

；

根据分解和重构次数N不断衰减模板函数，在每一次衰减后不断平移模板函数，进行卷积运算，不断扩展，得到各个阶次的相似度/>和各个阶次的低频接触网电压信号/>；

；

对各个阶次相似度与对应的模板函数进行卷积运算，以分离出N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号/>；

；

分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

2.根据权利要求1所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，其特征在于，根据所述N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

S1.通过对第N维低频接触网电压信号周期性的分析，确定观测序列，对各个储能系统的阈值进行动态调整，同时将观测序列内的数据导入预测模型，对整体储能系统进行能量预测，根据预测结果对储能系统进行宏观调整；

S2.更新观测序列长度，重复S1步骤。

3.根据权利要求1所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，其特征在于，根据所述N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

将第N维低频接触网电压信号接入到传统双闭环控制策略对储能系统的充放电进行实时控制。

4.根据权利要求1所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法，其特征在于，根据所述N维高频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理，包括：

通过对N维高频接触网电压信号进行动态分析，实时判断各储能系统状态，确定储能系统损耗情况，从而判断储能系统中的相关设备是否需要进行检修或故障切除。

5.城市交通储能系统的动态能量控制管理系统，其特征在于，包括：

模板函数和迭代次数确定模块，对区域范围内的历史直流接触网电压信号进行数据分析，通过用模板函数库中的模板函数进行多次比对，确定相应的模板函数和分解与重构次数N；

信号采集模块，实时采集直流接触网电压信号；

分解计算模块，将信号与不断平移的模板函数/>运算，并求出其相似度/>；

重构计算模块，通过相似度和模板函数/>通过卷积运算重构出高频接触网电压信号/>，同时分离出低频接触网电压信号/>；

循环分解重构模块，根据所确定的分解与重构次数N，不断衰减模板函数，并进行分解运算得到相似度/>，之后再进行重构运算得到高频接触网电压信号，最后分离出低频接触网电压信号/>；

能量控制管理模块，分别根据N维高频接触网电压信号和N维低频接触网电压信号对储能系统动态能量进行控制和管理。

6.电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。

7.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的城市交通储能系统的动态能量控制管理方法。