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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混合储能系统调度,具体地涉及一种混合储能功率分配方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、大力开发利用新能源将是推进“双碳目标”实现的有力手段,但是由于新能源发电所具有的波动性和随机性,需要发展储能技术来破解新能源发展诸多关键问题。除抽水蓄能外的储能形式称为“新型储能”,其中,锂离子电池占新型储能的90%以上。锂离子电池技术成熟、能量密度较高,但寿命较短,在调频等频繁动作的场景下寿命衰减迅速,为能量型储能技术;飞轮、超级电容等新型储能形式功率密度较高、寿命长,适合在动作频繁的工作场景,但是成本较高,是功率型储能技术。为了结合功率型和能量型储能技术各自的优点,配置混合储能系统是一种有效的解决方式,因此混合储能系统应运而生。
2、然而由于混合储能技术涉及多种不同特性的储能形式,因此需要多方面的运行和调配,从而导致其控制难度较传统单一类型储能而言有所增加,在收到调度指令后如何分解为功率型和能量型储能各自的功率,即如何在混合储能系统内进行功率分配,是亟待解决的技术难点。在现行的功率分配方案中,主要有以下几种技术路线:
3、首先,例如申请号为202311304386.0的中国专利文献公开了一种超级电容混合储能辅助火电机组agc调频方法和装置,此专利采用的技术路线为:预先固定了不同充放电功率下超级电容、锂离子电池出力分配的比例,其基本逻辑即为“低功率下优先使用超级电容”,中功率时放电电流较低,因此大规模使用锂离子电池以充分利用锂电并保证其寿命(低倍率持续重放为锂电较为理想的工作状态),总体而言其功率分
4、其次,例如申请号为202310581168.5的中国专利文献公开了一种混合储能系统的功率分配方法、装置及电子设备,此专利采用的技术路线为:获取混合储能系统的第一并网功率和第二并网功率,根据第一并网功率和第二并网功率,确定混合储能系统的参考输出功率,处理参考输出功率,基于连续离散分数小波变换得到参考输出功率中的低频功率分量和高频功率分量,根据低频功率分量和高频功率分量,确定混合储能系统的第一储能介质对应的第一目标功率和第二储能介质对应的第二目标功率,但是此种分配方法主要依赖于对时序功率的预测,如果无法预测而直接采用历史输出功率进行变换,则可能导致负值等特殊情况的出现,方法的适用性相对较差;
5、最后,例如申请号为202310145125.2的中国专利文献公开了一种混合储能系统及其调度方法,该方法采用的技术路线为:采用卷积神经网络对后续的指令进行预测,预测指令幅值小于功率型储能介质的最大功率、时长小于功率型储能介质的放电时长时,由功率型储能介质响应调度指令,当预测时长大于功率型储能介质的放电时长时,直接由容量型储能介质响应调度指令,但是该方法中的卷积神经网络模型需要消耗大量资源进行预先训练,当变更一个部署的地方后,需要根据该地点的数据重新进行训练,可见,同样适应性较差、专用型较强,并且该方法采用功率分配后计算再分配的方式,可能会导致功率波动较大,影响锂离子电池的寿命,与此同时,在过于复杂的神经网络模型下,服务器进行的功率分配计算可能耗时长达数百毫秒,会导致储能电站整体响应时间偏慢。
6、综上所述,对现有混合储能分配方案的适用性和分配实时性进行改进很有必要。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种混合储能功率分配方法、装置、设备及存储介质,用以克服
技术介绍
提出的现有混合储能分配方案所存在的一项或多项缺陷。
2、为了实现上述目的,本专利技术实施例的第一方面提供一种混合储能功率分配方法,所述方法包括:
3、获取历史调度指令序列,并处理得到调度指令的多个幅值矩阵;
4、将各个幅值矩阵均分解为多种分量之和,每种分量对应混合储能系统的一种储能形式,且不同分量对应的储能形式不同,各种分量之间相对于峰值的变化幅度存在差异;
5、对所有分解后的幅值矩阵进行聚类,聚类类别与储能形式一一对应;
6、统计划分到同类储能形式的所有分量的概率分布,并求取概率分布的数学期望;
7、在获得一个新的调度指令后,确定出一个新的幅值矩阵;
8、对所有幅值矩阵再次聚类,确定出新的幅值矩阵被分入的聚类类别,并利用新的幅值矩阵所在每个聚类类别对应的数学期望,一一对应地计算得到各项储能形式应该出力的分量;
9、按分量的比例调整分量得到实际出力,使得所有实际出力之和为所获得的新的调度指令幅值。
10、可选的,在统计划分到同类储能形式的所有分量的概率分布前,还包括:
11、聚类后对划分到同类的所有分量进行聚合,聚合得到每一类对应的归类幅值矩阵,利用每一类对应的归类幅值矩阵的均值对与该类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理。
12、可选的,处理得到调度指令的多个幅值矩阵,具体为:
13、根据历史调度指令序列,计算在后调度指令和与其相邻的在前调度指令的差值,将各个差值一一对应地作为各个幅值矩阵;
14、幅值矩阵表示为:;
15、其中,表示编号为的在后调度指令,表示编号为的在前调度指令,表示编号为的幅值矩阵,,历史调度指令序列中的调度指令数量表示为m。
16、可选的,所述幅值矩阵分解为多种分量之和进行表达的表达式为:;
17、其中,表示编号为的幅值矩阵,表示变化幅度在的峰值之内的分量,表示储能形式的标号,且,x表示混合储能系统中存在的储能形式数量。
18、可选的,所述聚类后对划分到同类的所有分量进行聚合,聚合得到每一类对应的归类幅值矩阵,利用每一类对应的归类幅值矩阵的均值对与该类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理,具体为:
19、聚类后被划分到第 j类的所有分量进行聚合,聚合后得到第 j类对应的归类幅值矩阵;
20、将归类幅值矩阵取均值为;
21、利用均值对与 j类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理,统一化处理公式为:;
22、其中,表示统一化处理后的结果,表示编号为的幅值矩阵中的第项储能形式对应的分量,表示中被纳入归类幅值矩阵中的分量。
23、可选的,所述聚类为k-means聚类。
24、可选的,所述利用新的幅值矩阵所在每个聚类类别对应的数学期望,一一对应地计算得到各项储能形式应该出力的分量时,计算公式为:
25、;
26、其中,表示新的幅值矩阵被分入第 j类时,该类别对应的数学期望,表示与第 j类对应的储能形式的标号,表示第项储能形式应该出力的分量,表示新的幅值矩阵。 <本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,在统计划分到同类储能形式的所有分量的概率分布前,还包括:
3.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,处理得到调度指令的多个幅值矩阵,具体为:
4.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述幅值矩阵分解为多种分量之和进行表达的表达式为:;
5.根据权利要求2所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述聚类后对划分到同类的所有分量进行聚合,聚合得到每一类对应的归类幅值矩阵,利用每一类对应的归类幅值矩阵的均值对与该类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理,具体为:
6.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述聚类为K-Means聚类。
7.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述利用新的幅值矩阵所在每个聚类类别对应的数学期望,一一对应地计算得到各项储能形式应该出力的分量时,计算公式为:
8.根据权
9.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述方法还包括:根据实际出力向对应储能形式下发功率指令,并将当前实际出力进行记录,且作为历史幅值矩阵。
10.一种混合储能功率分配装置,其特征在于,所述装置包括:
11.根据权利要求10所述的一种混合储能功率分配装置,其特征在于,所述装置还包括统一化处理模块,所述统一化处理模块用于在聚类后,对划分到同类的所有分量进行聚合,聚合得到每一类对应的归类幅值矩阵,利用每一类对应的归类幅值矩阵的均值对与该类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理。
12.一种设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至9中任一项所述的一种混合储能功率分配方法。
13.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的一种混合储能功率分配方法。
...【技术特征摘要】
1.一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,在统计划分到同类储能形式的所有分量的概率分布前,还包括:
3.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,处理得到调度指令的多个幅值矩阵,具体为:
4.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述幅值矩阵分解为多种分量之和进行表达的表达式为:;
5.根据权利要求2所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述聚类后对划分到同类的所有分量进行聚合,聚合得到每一类对应的归类幅值矩阵,利用每一类对应的归类幅值矩阵的均值对与该类同属一种储能形式的各个分量进行统一化处理,具体为:
6.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述聚类为k-means聚类。
7.根据权利要求1所述的一种混合储能功率分配方法,其特征在于,所述利用新的幅值矩阵所在每个聚类类别对应的数学期望,一一对应地计算得到各项储能形式应该出力的分量时,计算公式为:
8.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈亮,魏江哲,刘爱国,毛佳奇,张磊,毕江,苏新凯,赵璐璐,刘静佳,陈换军,董力,陈彦桥,
申请(专利权)人:国能宁东新能源有限公司,
类型:发明
国别省市:
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