本發(fā)明涉及電力技術領域，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：

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

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)的功率自適應控制，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的需量控制和削峰填谷功能。

技術實現(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)的功率自適應控制，實現(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模型進行訓練，修正得到最優(yōu)參數(shù)；

步驟3，在每個計費周期開始時，設置初始控制目標需量為d_g；

步驟4，實時輸入用電需量數(shù)據(jù)，儲能系統(tǒng)運行數(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)，得到當前需量狀態(tài)z；

步驟6，根據(jù)目標需量d_g，當前需量狀態(tài)z，儲能系統(tǒng)運行數(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)進行建模，實時自適應地輸出儲能系統(tǒng)的功率控制參數(shù)，為實現(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方案。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，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)轉換示意圖。

具體實施方式

參考圖1詳細描述本發(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模型進行訓練，得到最優(yōu)參數(shù)A和D，并根據(jù)需要對HSMM進行重新訓練，修正已有模型參數(shù)；

步驟3，在每個計費周期開始時，設置初始控制目標需量為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為當前計費周期內最大需量；

步驟4，實時輸入用電需量數(shù)據(jù)，儲能系統(tǒng)運行數(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的訓練修正的HSMM解碼重建的原始需量數(shù)據(jù)，得到當前需量狀態(tài)z，即HSMM輸出狀態(tài)；

步驟6，根據(jù)目標需量d_g，當前需量狀態(tài)z，儲能系統(tǒng)運行數(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)則更新目標需量d_g。

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

若儲能系統(tǒng)當前狀態(tài)為待機態(tài)，則

①:當HSMM輸出狀態(tài)為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可放＞0且當天剩余峰期時間(t_f0為放電冗余時間)，則轉為放電態(tài)；當HSMM輸出狀態(tài)為為z_n時，若Q_可放＞0，則轉為放電態(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HSMM輸出狀態(tài)為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＞0且當天剩余谷期時間(t_g0為充電冗余時間)，則轉為充電態(tài)，其中t_g為當日剩余谷期時間；

③：其他情況，則維持待機態(tài)。

若儲能系統(tǒng)當前狀態(tài)為充電態(tài)，則

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

⑤:當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HSMM輸出狀態(tài)為為z_n時，則轉為放電態(tài)；

若儲能系統(tǒng)當前狀態(tài)為放電態(tài)，則

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

⑧:其他情況，則轉為待機態(tài)。

放電態(tài)功率計算方法如下：

若d_t≤d_g，則其中d_t為實時需量，d_g為目標需量，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)),其中為應輸出功率，Δ_t為實時數(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，可以自適應調節(jié)，不需要人工干預，可實現(xiàn)需量控制和削峰填谷功能。

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

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。