【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，具体涉及一种园区用氢电耦合系统的能量管理系统及方法。
技术介绍
1、由于环境污染的日益加剧，园区用光伏发电和储能系统逐渐受到市场青睐。光伏和储能系统可使园区用户在一定程度上减少对电网的依赖，提高用户的经济、环保效益。然而，光伏发电受太阳辐照度、温度等天气因素影响具有不稳定性和随机性。此外，锂电池储能系统、氢储能系统等不同设备的引入也带来数据节点过多、通信协议类型冗杂等问题。因此，合理的能量管理系统架构及方法是使氢电耦合系统稳定、高效地运行的关键。
技术实现思路
1、针对现有技术的实际需求，本专利技术提出了一种园区用氢电耦合系统的能量管理系统及方法。此方法可实现实时数据采集、数据传输、数据存储、运行监控，远程控制、故障告警、出力计划调度、统计分析、数据加密、操作日志记录、用户管理等功能。
2、其通过数据采集终端上传的数据，由能量管理系统进行研判、处理并输出控制指令，保证氢电耦合系统安全稳定运行。
3、该系统架构包括：光伏发电系统，用于提供清洁电力；锂电池储能系统，用于平滑光伏发电系统与负荷端的功率波动；氢储能系统，用于氢-电转换并平滑功率波动；能量管理系统ems，包括scada监控模块和能量管理模块，可通过日前全局优化、日内滚动优化，实现多时间尺度的能量优化调度；中央控制系统，用于控制和监测光伏发电系统、锂电池储能系统、氢储能系统、能源管理系统及其他电气设备。当光伏发电超出负荷端需求时锂电池进行充电和制氢储能，二者充满后盈余电力上网，当光
4、本专利技术解决其技术问题具体采用的技术方案是：
5、一种园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：包括：光伏发电系统，用于提供清洁电力；锂电池储能系统，用于平滑光伏发电系统与负荷端的功率波动；氢储能系统，用于氢-电转换并平滑功率波动；能量管理系统ems，包括scada监控模块和能量管理模块，通过日前全局优化、日内滚动优化，实现多时间尺度的能量优化调度；中央控制系统，用于控制和监测光伏发电系统、锂电池储能系统、氢储能系统、能源管理系统及其他电气设备；当光伏发电超出负荷端需求时，锂电池进行充电和制氢储能，充满后盈余电力上网，当光伏发电低于负荷端需求时，通过中央控制系统对锂电池储能系统和氢储能系统进行放电控制，以实现功率平滑。
6、进一步地，所述能量管理系统，参与电网经济运行调度和配电网调度层信息交互，通过用户定义的管理策略及优化算法实现整体系统的高效、低成本运行，并响应用户需求；根据负荷和发电情况，实现系统发电自动跟踪用户的用电需求；当负荷随机变化时，通过pq控制或vf控制维持电力系统频率稳定，并最大限度的使用可再生能源。
7、进一步地，所述能量管理模块接收电网调度指令或通过光伏发电预测和负荷预测为能量管理和调度决策提供数据信息；具备主动管理和被动管理两种策略：
8、主动管理时间分辨率为分钟或小时级，通过光伏发电预测和负荷预测为能量管理和调度决策提供数据信息，并根据预测数据、分时电价、设备状态的信息，建立以系统经济性、耐久性为优化目标的模型，在满足系统电能需求和各设备约束条件下，使用改进灰狼优化算法igwo求解，以制定多时间尺度的设备出力计划；
9、被动管理为毫秒级或秒级，通过能量管理系统和中央控制系统协同作用，根据母线及设备信息自适应调整设备工作状态，以实现dcdc、dcac的高频通断与模式切换。
10、所述能量管理系统具有能量管理功能，分为日前能量管理优化阶段和日内能量管理优化阶段；能量管理系统读取sql server数据库，预测日前和日内的负荷和光伏发电功率，并根据负荷预测和光伏发电预测结果及用户自定义目标函数制定能量管理策略并制定滚动出力计划，查阅设备地址表并下发功率请求。
11、在以上系统架构设计的基础上还提出了：
12、一种能量管理模块光伏发电预测方法，包括以下步骤：
13、步骤s1：采用时间分辨率为5min的初始气象和光伏发电样本数据集并进行预处理；
14、步骤s2：采用mic相关系数法量化气象参数与光伏发电功率的关联度并确定特征参数；
15、步骤s3：通过模糊c均值算法确定合适的聚类数；
16、步骤s4：建立cba混合深度模型预测未来一日的光伏发电功率。
17、进一步地，步骤s1中，采用k近邻法修正、相似日数据填充的方法处理异常数据，通过最大最小归一化的方法归一化数据处理后的数据；
18、步骤s2中，首先进行网格化处理并计算信息值i[x；y]，然后对信息值i[x；y]进行归一化处理，最后将去网格后的归一化的最大互信息数值作为mic系数；
19、步骤s3中，在确定fcm的目标函数后初始化隶属度数值为0-1之间的数值，计算簇的质心，并计算簇zi的质心zi及更新隶属度函数的数值：
20、步骤s4中，通过正向和反向两个方向处理时序信息，由正向lstm的计算结果和反向lstm的反向输出结果按照一定权重叠加得到输出。
21、一种能量管理模块负荷预测方法，包括以下步骤：
22、步骤s1：采用时间分辨率为1h的初始负荷样本数据集并进行预处理；
23、步骤s2：通过改进的分解算法-完全自适应噪声集合经验模态分解算法将样本数据分解成多频率的imf分量；
24、步骤s3：分别采用多元线性回归方法mlr和改进的时序卷积神经网络tcn预测低频分量和高频分量；
25、步骤s4：将mlr和tcn的迭代预测结果叠加还原，得到基础负荷数据。
26、进一步地，步骤s1中，采用k近邻法修正、相似日数据填充的方法处理异常数据，通过最大最小归一化的方法归一化数据处理后的数据；
27、步骤s2中，根据序列信号过零率的大小，划分为高频分量和低频分量，设定过零率为0.01，小于0.01的归类为低频分量；
28、步骤s3中，针对周期性强、波动弱的低频imf，采用mlr进行准确预测；采用tcn有效训练和预测平稳性差、波动强的高频imf分量，并采用融合改进tent混沌和精英反向学习的igwo优化tcn超参数以提升预测性能；其中，为弥补tent映射产生的数值分布缺少遍历性的问题，对tent映射改进：
29、
30、式中，k表示映射次数，zk表示映射对应的数值。
31、生成混沌映射的数值之后，将混沌变量与参与优化的变量进行映射转换：
32、xik＝lk+(uk-lk)×zk,i∈[1,n],k∈[1,d]
33、式中，xik表示生成的第i只狼的第k维度的数值，n表示狼的数量，d表示问题的维度，lk和uk表示待优化变量的上下限。
34、在改进t本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：包括：光伏发电系统，用于提供清洁电力；锂电池储能系统，用于平滑光伏发电系统与负荷端的功率波动；氢储能系统，用于氢-电转换并平滑功率波动；能量管理系统EMS，包括SCADA监控模块和能量管理模块，通过日前全局优化、日内滚动优化，实现多时间尺度的能量优化调度；中央控制系统，用于控制和监测光伏发电系统、锂电池储能系统、氢储能系统、能源管理系统及其他电气设备；当光伏发电超出负荷端需求时，锂电池进行充电和制氢储能，充满后盈余电力上网，当光伏发电低于负荷端需求时，通过中央控制系统对锂电池储能系统和氢储能系统进行放电控制，以实现功率平滑。
2.根据权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：所述能量管理系统，参与电网经济运行调度和配电网调度层信息交互，通过用户定义的管理策略及优化算法实现整体系统的高效、低成本运行，并响应用户需求；根据负荷和发电情况，实现系统发电自动跟踪用户的用电需求；当负荷随机变化时，通过PQ控制或VF控制维持电力系统电压、频率稳定，并最大限度的使用可再生能源。
3.根据权利要求1
4.根据权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：所述能量管理系统具有能量管理功能，分为日前能量管理优化阶段和日内能量管理优化阶段；能量管理系统读取SQL Server数据库，预测日前和日内的负荷和光伏发电功率，并根据负荷预测和光伏发电预测结果及用户自定义目标函数制定能量管理策略并制定滚动出力计划，查阅设备地址表并下发功率请求。
5.一种能量管理模块光伏发电预测方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的能量管理模块光伏发电预测方法，其特征在于：
7.一种能量管理模块负荷预测方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的能量管理模块负荷预测方法，其特征在于：
9.一种基于负荷预测和光伏发电预测的能量管理方法，其特征在于，基于如权利要求3所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的基于负荷预测和光伏发电预测的能量管理方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：包括：光伏发电系统，用于提供清洁电力；锂电池储能系统，用于平滑光伏发电系统与负荷端的功率波动；氢储能系统，用于氢-电转换并平滑功率波动；能量管理系统ems，包括scada监控模块和能量管理模块，通过日前全局优化、日内滚动优化，实现多时间尺度的能量优化调度；中央控制系统，用于控制和监测光伏发电系统、锂电池储能系统、氢储能系统、能源管理系统及其他电气设备；当光伏发电超出负荷端需求时，锂电池进行充电和制氢储能，充满后盈余电力上网，当光伏发电低于负荷端需求时，通过中央控制系统对锂电池储能系统和氢储能系统进行放电控制，以实现功率平滑。
2.根据权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其特征在于：所述能量管理系统，参与电网经济运行调度和配电网调度层信息交互，通过用户定义的管理策略及优化算法实现整体系统的高效、低成本运行，并响应用户需求；根据负荷和发电情况，实现系统发电自动跟踪用户的用电需求；当负荷随机变化时，通过pq控制或vf控制维持电力系统电压、频率稳定，并最大限度的使用可再生能源。
3.根据权利要求1所述的园区用氢电耦合系统的能量管理系统，其...
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