[發(fā)明專利]一種微電網(wǎng)供電質(zhì)量評估及其模擬負荷均衡控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810297256.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108448586B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆士杰;楊嬌;高文忠;劉伯文;肖艷輝
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種微電網(wǎng)供電質(zhì)量評估及其模擬負荷均衡控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括微電網(wǎng)電壓、電流、頻率采集模塊，微電網(wǎng)供電質(zhì)量智能評估器和模擬負荷均衡控制器，其中：

微電網(wǎng)電壓、電流、頻率采集模塊：用于采集實時微電網(wǎng)電壓、電流、頻率值并傳送至微電網(wǎng)供電質(zhì)量智能評估器中；

微電網(wǎng)供電質(zhì)量智能評估器：用于分析計算實時微電網(wǎng)電壓、電流、頻率，評估微電網(wǎng)供電質(zhì)量是否滿足要求，判斷模擬負荷均衡控制器是否需要投入工作；

模擬負荷均衡控制器包括功率均衡器、模擬負荷系統(tǒng)；

功率均衡器：用于計算模擬負荷模塊的有功功率和無功功率的吸納與發(fā)出值，為模擬負荷的每個儲能裝置均衡分配有功功率與無功功率的吸納與發(fā)出值；

模擬負荷系統(tǒng)：用于吸收或發(fā)出有功功率或無功功率，平抑微電網(wǎng)功率波動，改善微電網(wǎng)供電質(zhì)量，由多個模擬負荷單元并聯(lián)，構(gòu)成多模擬負荷并聯(lián)運行系統(tǒng)；所述的模擬負荷單元包括雙向AC-DC變流器、雙向DC-DC變換器、雙向AC-DC變流器功率控制器、雙向DC-DC變換器控制器和儲能設(shè)備；

所述的方法包括如下步驟：

步驟一：利用微電網(wǎng)供電質(zhì)量智能評估器，計算分析通過微電網(wǎng)電壓、電流、頻率采集模塊采集的實時微電網(wǎng)電壓、電流、頻率數(shù)據(jù)，并依據(jù)國家電能質(zhì)量標準評估實時微電網(wǎng)供電質(zhì)量是否滿足標準，若不滿足標準模擬負荷均衡控制器需要投入使用；具體包括以下步驟：

步驟1：由采樣模塊處理后得到包含電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波含量、三相電壓不平衡度、暫時過電壓、瞬態(tài)過電壓、電流諧波含量、頻率偏差9個特征的樣本特征集；

步驟2：對微電網(wǎng)供電質(zhì)量特征集的每個特征進行歸一化處理；

步驟3：依據(jù)供電質(zhì)量國家標準對樣本數(shù)據(jù)進行標注；

步驟4：依據(jù)比例隨機劃分訓(xùn)練樣本和測試樣本，并依據(jù)步驟3對樣本數(shù)據(jù)進行標注；

步驟5：對步驟4選取的每個訓(xùn)練樣本采用自下而上的方法進行訓(xùn)練，對訓(xùn)練過程劃分為輸入層、訓(xùn)練層、調(diào)優(yōu)層、輸出層四個層面，逐層訓(xùn)練、優(yōu)化；

步驟6：利用測試樣本對訓(xùn)練樣本最終輸出值進行評估，評估系統(tǒng)訓(xùn)練的準確率，若樣本不滿足供電質(zhì)量要求，則模擬負荷均衡控制裝置需要投入使用；

步驟二：當判斷需要投入負荷均衡控制器時，功率均衡器將依據(jù)微電網(wǎng)供電質(zhì)量智能評估器中的電壓與頻率，利用功率自主均衡算法得到系統(tǒng)充放電功率的設(shè)定值，并結(jié)合模擬負荷系統(tǒng)中每個模擬負荷單元儲能設(shè)備的SOC計算模擬負荷單元及系統(tǒng)的最大允許充放電功率，同時依據(jù)儲能設(shè)備的SOC計算每個模擬負荷單元應(yīng)分配的充放電功率設(shè)定值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種微電網(wǎng)供電質(zhì)量評估及其模擬負荷均衡控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟一中的步驟5具體包括以下步驟：

步驟5-1：訓(xùn)練開始時給各層參數(shù)賦相應(yīng)初值；訓(xùn)練層和輸出層的輸入值計算依據(jù)公式

計算；

步驟5-2：將訓(xùn)練層的輸出作為下一訓(xùn)練層的輸入，重復(fù)步驟5-1，達到設(shè)定訓(xùn)練層數(shù)后，將以上參數(shù)從上而下輸入調(diào)優(yōu)層進行參數(shù)調(diào)優(yōu)；

步驟5-3：對評估過程進行參數(shù)調(diào)優(yōu)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種微電網(wǎng)供電質(zhì)量評估及其模擬負荷均衡控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟5-3具體包括以下步驟：

計算每個樣本的均方誤差E；

步驟5-3-1：調(diào)優(yōu)層中輸出層偏置θ_j的調(diào)優(yōu)公式為

步驟5-3-2：訓(xùn)練層第h個單元和輸出層第j個單元的連接權(quán)重w_hj的調(diào)優(yōu)公式為

步驟5-3-3：調(diào)優(yōu)層中訓(xùn)練層偏置γ_h的調(diào)優(yōu)公式為

故

步驟5-3-4：調(diào)優(yōu)層中輸入層第i個單元和訓(xùn)練層第h個單元的連接權(quán)重v_ih的調(diào)優(yōu)公式為

故