[發(fā)明專利]基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法、系統(tǒng)、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010519497.3
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111695623A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛萌;劉璐;李蓓;徐少華;修曉青;李相俊;馬會萌;靳文濤;謝志佳;閆濤;鄭偉杰;張星
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京寶護知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 李宏德

1.一種基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，包括以下步驟，

第一步，將儲能電站劃分為m個儲能模塊，獲取每個儲能模塊的r個參數(shù)；

第二步，對獲取的r個參數(shù)進行主成分分析，獲取p個主成分；根據(jù)主成分對儲能模塊進行模糊聚類，得到多個儲能電池組；

第三步，對多個儲能電池組進行聚類評價，獲得最佳聚類結(jié)果；根據(jù)最佳聚類結(jié)果確定儲能電池組的數(shù)量，并對儲能電池組進行等效建模，以儲能模塊參數(shù)為基礎(chǔ)計算等效參數(shù)即為成組參數(shù)，完成大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，第一步中，所獲取的每個儲能模塊的r個參數(shù)包含剩余電量SOC值、儲能模塊有功功率參考值、電池模塊歐姆內(nèi)阻R_Ω和極化內(nèi)阻Rp，以及對儲能模塊的電流I以及電壓U進行dq分解后的id、iq、ud和uq；其中dq分解的變換公式如式(1)，

式中，θ為相位角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，第二步中，對獲取r個參數(shù)進行主成分分析，構(gòu)造參數(shù)矩陣并進行標(biāo)準(zhǔn)化；根據(jù)使主成分的信息利用率在85％以上確定p值，獲取p個主成分。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，對獲取r個參數(shù)進行主成分分析的具體步驟如下，

步驟2.1，將r個參數(shù)設(shè)為向量x＝(x₁,x₂,......x_r)，則儲能模塊x_i＝(x_i1,x_i2,......x_ir)，i＝1,2，……m；

步驟2.2，根據(jù)步驟2.1中的設(shè)定，構(gòu)造參數(shù)矩陣并進行標(biāo)準(zhǔn)化變換得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣A如式(2)，

其中，

步驟2.3，對標(biāo)準(zhǔn)化矩陣A求相關(guān)系數(shù)矩陣，如式(4)：

步驟2.4，解出系數(shù)矩陣H的特征根λ_k以及對應(yīng)的特征向量b_k，根據(jù)如下判別公式(5)確定p值；

步驟2.5，得到p個主成分向量Z_k＝Ab_k,k＝1,2,......p。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，第二步中，以主成分分析法得到的主成分向量作為分類依據(jù)，對儲能模塊進行模糊聚類，選出最佳聚類結(jié)果，將m個儲能模塊分為n組儲能電池組；具體包括如下步驟，

a、構(gòu)建m個儲能模塊的主成分參數(shù)矩陣W＝(Z₁,Z₂,......Z_p)，設(shè)定劃分為n類，n取設(shè)定聚類中心為V：{v₁,v₂,...v_n}，設(shè)u_ij為第j個對象劃分為第i類的概率；

b、給定目標(biāo)函數(shù)如式(6)：

其中，α為模糊指數(shù)，W_j為主成分參數(shù)矩陣的第j個列向量，v_jk為第k組聚類中心的第j個列向量，u_ij為第j個對象劃分為第i類的概率；

c、反復(fù)迭代求取使得目標(biāo)函數(shù)J最小，選出最佳聚類結(jié)果，得到儲能電池組的分組n。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于模糊聚類的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)成組建模方法，其特征在于，第三步中，根據(jù)貢獻度高的p個主成分對儲能模塊進行模糊聚類，確定n的取值得到最佳聚類結(jié)果；最佳聚類結(jié)果為Xie-Beni指標(biāo)最小的聚類結(jié)果；其中，Xie-Beni指標(biāo)公式如式(7)：

其中，W_j為主成分參數(shù)矩陣的第j個列向量，v為下標(biāo)對應(yīng)的聚類中心。