本发明涉及储能，更具体地说，本发明涉及一种储能装置容量的计算方法。
背景技术：
1、随着新能源技术的迅猛发展，储能装置在电力系统中的应用日益广泛，已成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。储能装置在平衡电网负荷、调节电力供应、提升电力系统稳定性和可靠性方面发挥着关键作用。然而，储能装置的性能和效率直接依赖于其容量的准确测量和计算。因此，精确计算储能装置的容量对其高效运行和安全性至关重要。然而，传统的容量计算方法通常依赖于简单的数学模型或经验公式，这些方法在面对复杂的实际情况时，常常难以提供准确的计算结果。特别是在储能装置的工作环境和条件多变的情况下，传统方法的局限性显得尤为明显。例如，简单的电压-电流关系模型可能无法充分考虑电池的老化效应、温度影响以及动态负载变化等因素，导致容量计算结果存在较大误差，进而影响储能装置的整体性能和安全性。因此，电力系统亟需一种新的、更为精确和可靠的储能装置容量计算方法，以满足实际应用中的需求，确保储能装置在各种工作条件下的高效稳定运行。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种储能装置容量的计算方法，通过高精度传感器和合理采集频率，结合z-score和iqr数据清洗、卡尔曼滤波和平滑插值，确保数据的高质量和准确性。通过选择等效电路模型并采用最小二乘法拟合实验数据，优化模型参数，并使用滑动窗口进行实时校正，显著提高了容量计算的精度和实时性。编写程序实现容量计算，并将结果输出到监控系统，设定容量阈值触发报警机制，确保系统在低容量状态下的安全运行，实现了精确计算和实时监控，以解决提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能装置容量的计算方法，所述计算方法包括以下步骤：
3、s1：通过传感器以固定的采集频率采集储能装置的初始参数，并将采集的数据存储数据至数据库，确保数据的完整性和可访问性；
4、s2：使用z-score和iqr方法进行数据清洗，通过卡尔曼滤波平滑数据，并且通过线性插值补全缺失数据；
5、s3：选择等效电路模型，利用最小二乘法确定模型参数，通过均方误差和均方根误差验证模型准确性；
6、建立数学模型具体操作步骤如下：
7、s301、选择模型，选择等效电路模型rint模型描述电池特性，表达式为：v(t)＝v0-i(t)·rint；其中，v(t)为瞬时电压，v0为开路电压，i(t)为瞬时电流rint为内阻；
8、s302、确定参数，通过实验测定电池内阻和电压衰减系数，使用最小二乘法拟合，拟合的表达式为：θ＝(xtx)-1xty；其中，θ为待求参数，x为输入矩阵，y为输出矩阵；
9、s303、模型验证，利用实验数据验证模型的准确性，调整模型参数，均方误差的计算表达式为：其中，mse为均方误差，yi为实际值，为预测值，n为样本数；
10、s4：采用遗传算法优化模型参数，使用滑动窗口方法进行实时校正，评估误差；
11、s5：编写计算程序，利用优化模型进行容量计算，显示结果，设定阈值触发报警机制。
12、在一个优选的实施方式中：采集初始参数的具体步骤如下：选择传感器用于监测电压、电流和温度；确定采集频率，f＝1hz；其中，f为采集频率；存储数据至数据库，确保数据的完整性和可访问性；
13、在一个优选的实施方式中：数据预处理的具体步骤如下：s201、数据清洗，剔除异常数据，确保数据的准确性，采用z-score方法进行确定，z-score的计算表达式为：其中，z为标准化值，x为数据点，μ为数据均值，σ为标准差；iqr方法进行数据清洗的表达式为：iqr＝q3-q1；其中，iqr为四分位距，q3为上四分位数，q1为下四分位数；s202、采用卡尔曼滤波方法进行数据平滑预测步骤，具体的表达式为：其中，为预测值，a为状态转移矩阵，b为控制矩阵，uk为控制输入；其次，进行数据更新步骤，数据更新的具体表达式为：其中，为更新值，kk为卡尔曼增益，zk为观测值，h为观测矩阵；卡尔曼增益的计算表达式为：kk＝pk|k-1ht(hpk|k-1ht+r)-1；其中，kk为卡尔曼增益，pk|k-1为预测误差协方差，r为观测噪声协方差；s203、对缺失数据进行线性插值，保证数据的完整性，线性插值的具体表达式为：其中，y为插值结果，y1和y2为相邻数据点，x为待插值点，x1和x2为相邻数据点的位置。
14、在一个优选的实施方式中：参数优化与校正的具体步骤如下：s401、优化算法，采用遗传算法对模型参数进行优化，其中，遗传算法为适应度函数，适应度函数的表达式为：f(θ)＝-mse(θ)；其中，f(θ)为适应度函数，mse(θ)为均方误差；s402、实时校正，利用实时采集的数据对模型参数进行动态校正，动态校正采用滑动窗口校正的方式，具体的表达式为：θnew＝αθold+(1-α)θcurrent，其中，θnew为更新后的参数，α为平滑系数，θold为旧参数，θcurrent为当前参数；s403、误差评估，评估模型计算结果与实际测量值之间的误差，采用平均绝对误差mae进行评估，评估的表达式为：其中，mae为平均绝对误差，yi为实际值，为预测值，n为样本数：均方根误差其中，rmse为均方根误差，yi为实际值，为预测值，n为样本数。
15、在一个优选的实施方式中：将模型计算结果与实际测量值之间生成的平均绝对误差mae和均方根误差rmse建立数据分析模型，生成误差评估系数βmae，通过误差评估系数βmae评估模型计算结果与实际测量值之间的误差，误差评估系数βmae生成的计算表达式为：
16、
17、，式中，r1、r2分别为平均绝对误差mae和均方根误差rmse的预设比例系数，且r1、r2均大于0。
18、在一个优选的实施方式中：将误差评估时生成的误差评估系数与预先设定好的误差评估系数参考阈值进行比对分析，若误差评估系数大于等于误差评估系数参考阈值，则表明模型计算结果与实际测量值之间的偏差大，进而将该评估模型的计算结果标记为异常，若误差评估系数小于误差评估系数参考阈值，则表明模型计算结果与实际测量值之间的偏差小，进而将该评估模型的计算结果标记为正常。
19、在一个优选的实施方式中：容量计算与输出的具体操作步骤如下：
20、s501、计算实现，编写程序实现容量计算，确保计算过程的高效性，容量计算的表达式为：其中，c为容量，i(t)为瞬时电流，v(t)为瞬时电压；
21、s502、结果输出，将计算结果输出到监控系统，显示当前储能装置的容量状态；在监控系统界面上显示当前容量，将计算结果存储在数据库中，供后续分析；
22、s503、报警机制，设定容量阈值，当储能装置容量低于设定阈值时，s504、触发报警机制，报警触发条件ccurrent<cthreshold；其中，ccurrent为当前容量，cthreshold为设定的容量阈值；通过监控系统向用户发送警报信息：报警通知发送alert＝true；当ccurrent<cthreshold时，触发报警通知，alert设置为true，系统发送警报信息。
23、本发明的技术效果和优点：
24、本发明通过系统化的数据采集和预处理，显著提高了储能装置容量计算的精度和可靠性。首先，通过选择高精度传感器和合理的采集频率，确保了数据的完整性和实时性。数据采集的高频率能够捕捉储能装置在快速变化工况下的详细动态，提供了全面的时间序列数据。其次，采用z-score和iqr方法进行数据清洗，剔除异常数据，卡尔曼滤波技术用于平滑数据，消除高频噪声，并通过线性插值方法补全缺失数据，有效地滤除了数据中的噪声和异常值，确保了数据的高质量和高准确性，为后续的模型建立和参数优化提供了可靠的数据基础。
25、本发明通过优化数学模型和实时校正方法，确保了储能装置容量计算的高精度和实时性。首先，选择适当的等效电路模型，并利用最小二乘法拟合实验数据，建立了精确的数学模型，通过平均绝对误差和均方根误差验证了模型的准确性，其次，采用遗传算法优化模型参数，并使用滑动窗口方法进行实时校正，确保模型参数能够动态调整，适应储能装置的实际工作状态，此外，通过编写程序实现容量计算，将结果输出到监控系统，并设定容量阈值触发报警机制，确保系统在低容量状态下的安全运行，这一系统化的容量计算方法不仅提高了储能装置的容量计算精度，还实现了实时监控和报警，提高了系统的安全性和可靠性。
1.一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，采集初始参数的具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，数据预处理的具体步骤如下：s201、数据清洗，剔除异常数据，确保数据的准确性，采用z-score方法进行确定，z-score的计算表达式为：其中，z为标准化值，x为数据点，μ为数据均值，σ为标准差；iqr方法进行数据清洗的表达式为：iqr＝q3-q1；其中，iqr为四分位数，q3为上四分位数，q1为下四分位数；
4.根据权利要求1所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，参数优化与校正的具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，将模型计算结果与实际测量值之间生成的平均绝对误差mae和均方根误差rmse建立数据分析模型，生成误差评估系数βmae，通过误差评估系数βmae评估模型计算结果与实际测量值之间的误差，误差评估系数βmae生成的计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，将误差评估时生成的误差评估系数与预先设定好的误差评估系数参考阈值进行比对分析，若误差评估系数大于等于误差评估系数参考阈值，则表明模型计算结果与实际测量值之间的偏差大，进而将该评估模型的计算结果标记为异常，若误差评估系数小于误差评估系数参考阈值，则表明模型计算结果与实际测量值之间的偏差小，进而将该评估模型的计算结果标记为正常。
7.根据权利要求1所述的一种储能装置容量的计算方法，其特征在于，容量计算与输出的具体操作步骤如下：
