本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法。

背景技術(shù)：

儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用，涵蓋發(fā)電、輸電、配電和用電的各個方面。當(dāng)前，儲能系統(tǒng)主要用于削峰填谷，平抑負(fù)荷波動。

HSMM(Hideen semi-Markov Model)即隱半馬爾可夫模型，是考慮狀態(tài)駐留概率分布的一種隱馬爾可夫擴(kuò)展模型，有更好的建模能力，可以提高分類分析精度。

本發(fā)明主要針對儲能系統(tǒng)的控制方法，所提出的基于HSMM的方法，可完成儲能系統(tǒng)的功率自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的需量控制和削峰填谷功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法,可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建模，完成儲能系統(tǒng)的功率自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的需量控制和削峰填谷功能。

本發(fā)明提供一種基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法，包括如下步驟：

步驟1，基于歷史需量數(shù)據(jù)，初始化HSMM參數(shù)，將HSMM隱含狀態(tài)空間Z劃分為包含n個需量狀態(tài)，分別為z₁,z₂，…,z_n，代表由低到高不同等級的需量水平；

步驟2，基于歷史需量數(shù)據(jù)對HSMM模型進(jìn)行訓(xùn)練，修正得到最優(yōu)參數(shù)；

步驟3，在每個計費(fèi)周期開始時，設(shè)置初始控制目標(biāo)需量為d_g；

步驟4，實(shí)時輸入用電需量數(shù)據(jù)，儲能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，重建原始需量數(shù)據(jù)；

步驟5，利用步驟2的HSMM模型解碼重建的原始需量數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前需量狀態(tài)z；

步驟6，根據(jù)目標(biāo)需量d_g，當(dāng)前需量狀態(tài)z，儲能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出儲能系統(tǒng)功率控制參數(shù)；

步驟7，更新目標(biāo)需量d_g。

本發(fā)明的有益效果是：

基于HSMM對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，實(shí)時自適應(yīng)地輸出儲能系統(tǒng)的功率控制參數(shù)，為實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的需量控制和削峰填谷功能提供一個有效的技術(shù)方案。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法的流程示意圖，

圖2為儲能系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1詳細(xì)描述本發(fā)明提供的一種基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法一個實(shí)施例，包括：

步驟1，基于歷史需量數(shù)據(jù)，初始化HSMM參數(shù)，將HSMM隱含狀態(tài)空間Z劃分為包含n個需量狀態(tài)，分別為z₁,z₂,…,z_n，代表由低到高不同等級的需量水平，觀測概率采用一維高斯分布,對應(yīng)于狀態(tài)z_i，均值為μ_i，方差為其中i＝1,2,3…n。初始化HSMM參數(shù)A＝[A_ij]_n×n為狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，D＝[D_ij]_n×l為狀態(tài)駐留分布矩陣；

步驟2，基于歷史需量數(shù)據(jù)對HSMM模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到最優(yōu)參數(shù)A和D，并根據(jù)需要對HSMM進(jìn)行重新訓(xùn)練，修正已有模型參數(shù)；

步驟3，在每個計費(fèi)周期開始時，設(shè)置初始控制目標(biāo)需量為d_g。使d_g＝max(d₀,d_m)，其中d₀可以是合同約定需量或者根據(jù)HSMM狀態(tài)z_n均值等數(shù)據(jù)確定，d_m為當(dāng)前計費(fèi)周期內(nèi)最大需量；

步驟4，實(shí)時輸入用電需量數(shù)據(jù)，儲能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，重建原始需量數(shù)據(jù)。若需量計算周期為T(min)，用電需量為d(kW),儲能系統(tǒng)剩余放電量為Q(kWh)，則t時刻重建原始需量為其中d_t為實(shí)時輸入的用電需量，Q_t-T是t-T時刻儲能系統(tǒng)的剩余放電量,Q_t是t時刻儲能系統(tǒng)的剩余放電量；

步驟5，采用步驟2的訓(xùn)練修正的HSMM解碼重建的原始需量數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前需量狀態(tài)z，即HSMM輸出狀態(tài)；

步驟6，根據(jù)目標(biāo)需量d_g，當(dāng)前需量狀態(tài)z，儲能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出儲能系統(tǒng)功率控制參數(shù)，具體參考圖2及說明；

步驟7，根據(jù)步驟3規(guī)則更新目標(biāo)需量d_g。

參考圖2詳細(xì)描述本發(fā)明儲能系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式，包括：

若儲能系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為待機(jī)態(tài)，則

①:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可放＞0且當(dāng)天剩余峰期時間(t_f0為放電冗余時間)，則轉(zhuǎn)為放電態(tài)；當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為為z_n時，若Q_可放＞0，則轉(zhuǎn)為放電態(tài)；其中Q_可放為儲能系統(tǒng)可放電電量，Q_可充為儲能系統(tǒng)可充電電量，t_f為當(dāng)日剩余峰期時間，t_g為剩余谷期時間，P₀為儲能系統(tǒng)額定充放電功率；

②:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＞0且當(dāng)天剩余谷期時間(t_g0為充電冗余時間)，則轉(zhuǎn)為充電態(tài)，其中t_g為當(dāng)日剩余谷期時間；

③：其他情況，則維持待機(jī)態(tài)。

若儲能系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為充電態(tài)，則

④:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＝0，則轉(zhuǎn)為待機(jī)態(tài)

⑤:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＞0，則維持充電態(tài)；

⑥:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為為z_n時，則轉(zhuǎn)為放電態(tài)；

若儲能系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為放電態(tài)，則

⑦:當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為為z_n時，若Q_可放＞0，則維持放電態(tài)；當(dāng)HSMM輸出狀態(tài)為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可放＞0且當(dāng)天剩余峰期時間則維持放電態(tài)；

⑧:其他情況，則轉(zhuǎn)為待機(jī)態(tài)。

放電態(tài)功率計算方法如下：

若d_t≤d_g，則其中d_t為實(shí)時需量，d_g為目標(biāo)需量，P₀為儲能系統(tǒng)額定充放電功率，P_max為儲能系統(tǒng)最大放電功率；若d_t＞d_g，則P_ES＝max(P₀,min(P_max,P₁,P₂)),其中為應(yīng)輸出功率，Δ_t為實(shí)時數(shù)據(jù)采樣周期，T為需量計算周期，為可輸出功率，為狀態(tài)z_n期望駐留時間。考慮z_n一次連續(xù)駐留，則

充電態(tài)功率計算方法如下：

負(fù)號表示充電。

本發(fā)明所提出的基于HSMM的儲能系統(tǒng)控制方法，可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)，不需要人工干預(yù)，可實(shí)現(xiàn)需量控制和削峰填谷功能。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，以上所描述的實(shí)施方式是可以通過計算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機(jī)可讀取介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述實(shí)施方式的流程。其中所述的存儲介質(zhì)可謂磁盤，光盤，只讀存儲記憶體或隨機(jī)存儲記憶體等。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。