本發明涉及電力技術領域，更具體地說涉及一種基于HSMM的儲能系統控制方法。

背景技術：

儲能技術在電力系統中有著非常廣泛的應用，涵蓋發電、輸電、配電和用電的各個方面。當前，儲能系統主要用于削峰填谷，平抑負荷波動。

HSMM(Hideen semi-Markov Model)即隱半馬爾可夫模型，是考慮狀態駐留概率分布的一種隱馬爾可夫擴展模型，有更好的建模能力，可以提高分類分析精度。

本發明主要針對儲能系統的控制方法，所提出的基于HSMM的方法，可完成儲能系統的功率自適應控制，實現儲能系統的需量控制和削峰填谷功能。

技術實現要素：

本發明提供一種基于HSMM的儲能系統控制方法,可根據歷史數據建模，完成儲能系統的功率自適應控制，實現儲能系統的需量控制和削峰填谷功能。

本發明提供一種基于HSMM的儲能系統控制方法，包括如下步驟：

步驟1，基于歷史需量數據，初始化HSMM參數，將HSMM隱含狀態空間Z劃分為包含n個需量狀態，分別為z₁,z₂，…,z_n，代表由低到高不同等級的需量水平；

步驟2，基于歷史需量數據對HSMM模型進行訓練，修正得到最優參數；

步驟3，在每個計費周期開始時，設置初始控制目標需量為d_g；

步驟4，實時輸入用電需量數據，儲能系統運行數據，重建原始需量數據；

步驟5，利用步驟2的HSMM模型解碼重建的原始需量數據，得到當前需量狀態z；

步驟6，根據目標需量d_g，當前需量狀態z，儲能系統運行數據輸出儲能系統功率控制參數；

步驟7，更新目標需量d_g。

本發明的有益效果是：

基于HSMM對歷史數據進行建模，實時自適應地輸出儲能系統的功率控制參數，為實現儲能系統的需量控制和削峰填谷功能提供一個有效的技術方案。

下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對本發明描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種基于HSMM的儲能系統控制方法的流程示意圖，

圖2為儲能系統狀態轉換示意圖。

具體實施方式

參考圖1詳細描述本發明提供的一種基于HSMM的儲能系統控制方法一個實施例，包括：

步驟1，基于歷史需量數據，初始化HSMM參數，將HSMM隱含狀態空間Z劃分為包含n個需量狀態，分別為z₁,z₂,…,z_n，代表由低到高不同等級的需量水平，觀測概率采用一維高斯分布,對應于狀態z_i，均值為μ_i，方差為其中i＝1,2,3…n。初始化HSMM參數A＝[A_ij]_n×n為狀態轉移概率矩陣，D＝[D_ij]_n×l為狀態駐留分布矩陣；

步驟2，基于歷史需量數據對HSMM模型進行訓練，得到最優參數A和D，并根據需要對HSMM進行重新訓練，修正已有模型參數；

步驟3，在每個計費周期開始時，設置初始控制目標需量為d_g。使d_g＝max(d₀,d_m)，其中d₀可以是合同約定需量或者根據HSMM狀態z_n均值等數據確定，d_m為當前計費周期內最大需量；

步驟4，實時輸入用電需量數據，儲能系統運行數據，重建原始需量數據。若需量計算周期為T(min)，用電需量為d(kW),儲能系統剩余放電量為Q(kWh)，則t時刻重建原始需量為其中d_t為實時輸入的用電需量，Q_t-T是t-T時刻儲能系統的剩余放電量,Q_t是t時刻儲能系統的剩余放電量；

步驟5，采用步驟2的訓練修正的HSMM解碼重建的原始需量數據，得到當前需量狀態z，即HSMM輸出狀態；

步驟6，根據目標需量d_g，當前需量狀態z，儲能系統運行數據輸出儲能系統功率控制參數，具體參考圖2及說明；

步驟7，根據步驟3規則更新目標需量d_g。

參考圖2詳細描述本發明儲能系統狀態轉換方式，包括：

若儲能系統當前狀態為待機態，則

①:當HSMM輸出狀態為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可放＞0且當天剩余峰期時間(t_f0為放電冗余時間)，則轉為放電態；當HSMM輸出狀態為為z_n時，若Q_可放＞0，則轉為放電態；其中Q_可放為儲能系統可放電電量，Q_可充為儲能系統可充電電量，t_f為當日剩余峰期時間，t_g為剩余谷期時間，P₀為儲能系統額定充放電功率；

②:當HSMM輸出狀態為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＞0且當天剩余谷期時間(t_g0為充電冗余時間)，則轉為充電態，其中t_g為當日剩余谷期時間；

③：其他情況，則維持待機態。

若儲能系統當前狀態為充電態，則

④:當HSMM輸出狀態為為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＝0，則轉為待機態

⑤:當HSMM輸出狀態為為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可充＞0，則維持充電態；

⑥:當HSMM輸出狀態為為z_n時，則轉為放電態；

若儲能系統當前狀態為放電態，則

⑦:當HSMM輸出狀態為為z_n時，若Q_可放＞0，則維持放電態；當HSMM輸出狀態為z_i(1≤i＜n)時，若Q_可放＞0且當天剩余峰期時間則維持放電態；

⑧:其他情況，則轉為待機態。

放電態功率計算方法如下：

若d_t≤d_g，則其中d_t為實時需量，d_g為目標需量，P₀為儲能系統額定充放電功率，P_max為儲能系統最大放電功率；若d_t＞d_g，則P_ES＝max(P₀,min(P_max,P₁,P₂)),其中為應輸出功率，Δ_t為實時數據采樣周期，T為需量計算周期，為可輸出功率，為狀態z_n期望駐留時間。考慮z_n一次連續駐留，則

充電態功率計算方法如下：

負號表示充電。

本發明所提出的基于HSMM的儲能系統控制方法，可以自適應調節，不需要人工干預，可實現需量控制和削峰填谷功能。

本領域技術人員應能理解，以上所描述的實施方式是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取介質中，該程序在執行時，可包括如上述實施方式的流程。其中所述的存儲介質可謂磁盤，光盤，只讀存儲記憶體或隨機存儲記憶體等。

以上所述僅是本發明的具體實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。