[發(fā)明專(zhuān)利]基于ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)峰控制器及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710332291.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107370169B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉東;苗宜之;劉穎明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)智龍專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.基于ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)峰控制器，其特征在于：該控制器包括調(diào)峰控制主站模塊和與之連接的儲(chǔ)能子站模塊，調(diào)峰控制主站模塊包括浮點(diǎn)運(yùn)算處理器、FPGA處理器、CAN通訊接口、電源模塊、顯示模塊、RAM存儲(chǔ)器、調(diào)度網(wǎng)口和按鍵，浮點(diǎn)運(yùn)算處理器連接FPGA處理器，CAN通訊接口和按鍵連接浮點(diǎn)運(yùn)算處理器，電源模塊連接浮點(diǎn)運(yùn)算處理器和FPGA處理器，顯示模塊、RAM存儲(chǔ)器和調(diào)度網(wǎng)口均連接至FPGA處理器；

儲(chǔ)能子站模塊包括浮點(diǎn)運(yùn)算處理器、CAN通訊接口、電源模塊、顯示模塊、調(diào)試網(wǎng)口、瞬時(shí)直流電壓測(cè)量、隔離電路、濾波電路、信號(hào)調(diào)理和瞬時(shí)直流電流測(cè)量，隔離電路、濾波電路和信號(hào)調(diào)理為兩組，其中一組為瞬時(shí)直流電壓測(cè)量連接隔離電路，隔離電路連接濾波電路，濾波電路連接信號(hào)調(diào)理，信號(hào)調(diào)理連接浮點(diǎn)運(yùn)算處理器，另一組為瞬時(shí)直流電流測(cè)量連接隔離電路，隔離電路連接濾波電路，濾波電路連接信號(hào)調(diào)理，信號(hào)調(diào)理連接浮點(diǎn)運(yùn)算處理器，電源模塊連接浮點(diǎn)運(yùn)算處理器和兩個(gè)隔離電路，CAN通訊接口、顯示模塊和調(diào)試網(wǎng)口均連接至浮點(diǎn)運(yùn)算處理器；其中儲(chǔ)能子站模塊中的CAN通訊接口與調(diào)峰控制主站模塊中的CAN通訊接口通訊連接；

調(diào)峰控制主站模塊負(fù)責(zé)負(fù)荷預(yù)測(cè)、輸出功率計(jì)算與分配，配備以太網(wǎng)接口用于獲取區(qū)域電網(wǎng)負(fù)載歷史數(shù)據(jù)，調(diào)峰控制主站模塊集成后置于機(jī)架式外殼內(nèi)，采用無(wú)風(fēng)扇方式通過(guò)外殼散熱，各電纜接口采用機(jī)械自鎖式插針結(jié)構(gòu)；儲(chǔ)能子站模塊負(fù)責(zé)電量信號(hào)采集、SOC評(píng)估、功率指令轉(zhuǎn)發(fā)，安裝在每組儲(chǔ)能電池輸出直流母線上，并從母線獲取供電，儲(chǔ)能子站模塊采用絕緣外殼封裝，并通過(guò)絕緣柱安裝在儲(chǔ)能電池組出口直流母線，調(diào)峰控制主站模塊和儲(chǔ)能子站模塊采用CAN協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，由調(diào)峰控制主站模塊輪詢方式獲取各儲(chǔ)能子站模塊數(shù)據(jù)，無(wú)法獲得數(shù)據(jù)時(shí)以上一次循環(huán)獲得數(shù)據(jù)替代，并作標(biāo)記，通訊采用光纖介質(zhì)，一個(gè)調(diào)峰控制主站模塊能鏈接32個(gè)儲(chǔ)能子站模塊。

2.利用權(quán)利要求1所述的基于ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)峰控制器所實(shí)施的調(diào)峰方法，其特征在于：該調(diào)峰方法由ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC計(jì)算、儲(chǔ)能功率參考值計(jì)算、儲(chǔ)能功率加權(quán)調(diào)整四個(gè)環(huán)節(jié)組成，儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC計(jì)算在儲(chǔ)能子站模塊運(yùn)行，其余三個(gè)環(huán)節(jié)在調(diào)峰控制主站模塊運(yùn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)峰方法，其特征在于：ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法：只需區(qū)域電網(wǎng)三日內(nèi)小時(shí)級(jí)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，綜合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法和模糊推理的算法進(jìn)行電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)過(guò)程分為小時(shí)級(jí)負(fù)荷數(shù)據(jù)模糊化、激勵(lì)強(qiáng)度計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)規(guī)則適用度的歸一化計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)規(guī)則的計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)值計(jì)算五層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)峰方法，其特征在于：五層如下：

第一層：負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)輸入并模糊化，是建立模糊規(guī)則的第一步；

第二層：模糊規(guī)則激勵(lì)強(qiáng)度的計(jì)算，將輸入信號(hào)的隸屬度相乘；

第三層：本層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行各條規(guī)則適用度的歸一化計(jì)算；

第四層：該層節(jié)點(diǎn)為自適應(yīng)節(jié)點(diǎn)，計(jì)算每條規(guī)則的貢獻(xiàn)；

第五層：該層的單節(jié)點(diǎn)是一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所有輸入信號(hào)的總輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)峰方法，其特征在于：ANFIS短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中，獲取預(yù)測(cè)日前兩個(gè)月的日負(fù)荷數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)有24個(gè)采樣點(diǎn)，采用減法聚類(lèi)生成學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本、測(cè)試樣本和查驗(yàn)樣本；單個(gè)樣本由6個(gè)輸入和1個(gè)輸出組成，預(yù)測(cè)日j時(shí)刻輸入分別為預(yù)測(cè)日前兩日j-1、j、j+1和預(yù)測(cè)日前一日j-1、j、j+1時(shí)刻負(fù)荷，輸出為預(yù)測(cè)日j時(shí)刻負(fù)荷；當(dāng)遇到首尾負(fù)荷點(diǎn)時(shí)采用如下規(guī)則:預(yù)測(cè)日零時(shí)負(fù)荷輸入采用預(yù)測(cè)日前三日23:00負(fù)荷、預(yù)測(cè)日前兩天0:00、1:00負(fù)荷、23:00負(fù)荷，預(yù)測(cè)日前一日0:00、1:00負(fù)荷；預(yù)測(cè)日23:00時(shí)負(fù)荷輸入采用預(yù)測(cè)日前兩日22:00、23:00負(fù)荷、預(yù)測(cè)日前一日0:00、22:00、23:00負(fù)荷預(yù)測(cè)日0:00。