本發明涉及電力控制，尤其涉及一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法及系統。

背景技術：

1、隨著可再生能源并網規模的持續擴大，電網頻率穩定性面臨嚴峻挑戰。在傳統的電網調節技術中，主要采用跟網型儲能系統作為電壓源，然而該技術無法滿足日益提高的電網調控需求，為此，技術人員提出使用構網型儲能系統作為平抑功率波動、提供快速頻率響應的核心手段。

2、構網型儲能系統的集群化運行需統籌多節點間的功率平衡與壽命均衡，在現有控制方案中多以單節點為單位，進行全局性的協調控制和獨立優化。然而在實際應用過程中，技術人員發現現有技術至少存在如下技術問題：

3、當某節點因壽命損耗限功率運行時，相鄰節點可能因負載突增而過載，引發區域級穩定性風險，現有的構網型儲能系統的控制方法主要采用被動型控制方法，即在發生穩定性風險后再根據實際使用狀況進行異常節點維護或全局性調整，導致對電網的響應出現波動，大大降低電網入網調控質量，同時可能對儲能系統中的電池單元構成過充或過放風險，降低儲能系統的使用壽命。

4、因此現有構網型儲能系統的調控策略時效性較低、精度低，長期運營成本較高，無法滿足企業的實際需求。

技術實現思路

1、為了克服現有技術中存在的上述技術問題，本發明實施例提供一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法及系統。

2、第一方面，本發明提供一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，所述方法包括：構建嵌入有虛擬壽命節點的電網拓撲圖；從所述電網拓撲圖中提取空間特征和全局壽命狀態，從歷史負荷數據和歷史調頻數據中提取時間特征；將所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征輸入預設能量預測模型，得到能量預測值，所述能量預測值包括出力預測值和負荷預測值；將所述出力預測值和所述負荷預測值輸入策略決策模型，得到目標控制策略；根據所述目標控制策略對所述構網儲能系統進行調控。

3、作為優選的，構建嵌入有虛擬壽命節點的電網拓撲圖，包括：根據電網設備資源數據確定電網拓撲節點；根據所述電網拓撲節點間的物理連接關系構建電網拓撲圖；確定每個電網拓撲節點的壽命損耗率和壽命損耗梯度；基于所述壽命損耗率和所述壽命損耗梯度構建虛擬壽命節點；將所述虛擬壽命節點嵌入所述電網拓撲圖，生成嵌入后的電網拓撲圖。

4、作為優選的，確定每個電網拓撲節點的壽命損耗率，包括：獲取每個電網拓撲節點的運行數據；基于所述運行數據構建壽命損耗模型；基于所述壽命損耗模型對對應電網拓撲節點進行壽命變化分析，生成壽命變化數據；基于所述壽命變化數據生成壽命損耗率；確定每個電網拓撲節點的壽命損耗梯度，包括：基于線性回歸算法對每個電網拓撲節點的壽命損耗率進行擬合，生成擬合數據；基于所述擬合數據生成壽命損耗梯度。

5、作為優選的，所述方法還包括：從所述電網拓撲節點中提取母線節點；將每個母線節點與所述虛擬壽命節點綁定連接；基于壽命敏感系數確定每個母線節點與所述虛擬壽命節點之間的邊權重，所述邊權重表征為：，其中，表征為虛擬壽命節點與母線節點之間的連接權重，為壽命敏感系數，為全局壽命損耗率。

6、作為優選的，所述預設能量預測模型包括特征處理網絡和預測網絡；通過所述特征處理網絡基于門控注意力對所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征進行處理，得到融合特征；通過所述預測網絡基于所述邊權重和所述融合特征輸出預測值。

7、作為優選的，基于門控注意力對所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征進行處理，得到融合特征，包括：對所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征進行特征拼接，得到拼接特征；根據所述拼接特征確定初始權重；根據所述全局壽命狀態對所述初始權重進行動態調整，得到融合權重；根據所述融合權重對所述空間特征和所述時間特征進行特征融合，得到融合特征。

8、作為優選的，所述策略決策模型為基于近端策略優化算法的策略決策模型，所述策略決策模型的獎勵函數為：，其中，所述電網頻率偏差，表示壽命損耗率，表示能量預測值與實際值的差值，表示控制值，所述控制值用于指示目標控制策略，、、、均為常數。

9、作為優選的，所述策略決策模型還前置有多滾動優化模型，所述多滾動優化模型包括目標函數，所述目標函數為：，其中，表示第時刻的電網頻率偏差，表示第時刻的壽命損耗率，表示第時刻的運營成本，表示壽命保護權重，表示經濟性權重，所述目標函數滿足壽命損耗約束，所述壽命損耗約束為：。

10、第二方面，本發明實施例提供一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理系統，所述系統包括：圖構建模塊，用于構建嵌入有虛擬壽命節點的電網拓撲圖；特征提取模塊，用于從所述電網拓撲圖中提取空間特征和全局壽命狀態，從歷史負荷數據和歷史調頻數據中提取時間特征；能量預測模塊，用于將所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征輸入能量預測模型，得到能量預測值，所述能量預測值包括出力預測值和負荷預測值；策略生成模塊，用于將所述能量預測值輸入策略決策模型，得到目標控制策略；調控模塊，用于根據所述目標控制策略對所述構網儲能系統進行調控。

11、本發明至少具有如下技術效果：

12、本發明解決了傳統方法中壽命感知孤立無法與能量預測深度耦合的難題，顯著提升電網調頻精度與系統可靠性。

13、本發明實施例的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，構建嵌入有虛擬壽命節點的電網拓撲圖，包括：

3.根據權利要求1所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，確定每個電網拓撲節點的壽命損耗率，包括：

4.根據權利要求1所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據權利要求4所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，所述預設能量預測模型包括特征處理網絡和預測網絡；

6.根據權利要求5所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，基于門控注意力對所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征進行處理，得到融合特征，包括：

7.根據權利要求1所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，所述策略決策模型為基于近端策略優化算法的策略決策模型，所述策略決策模型的獎勵函數為：

8.根據權利要求7所述的一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法，其特征在于，所述策略決策模型還前置有多滾動優化模型，所述多滾動優化模型包括目標函數，所述目標函數為：

9.一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理系統，其特征在于，所述系統包括：

技術總結
本發明涉及電力控制技術領域，具體公開了一種基于能量預測的構網儲能系統的智能化管理方法及系統，所述方法包括：構建嵌入有虛擬壽命節點的電網拓撲圖；從所述電網拓撲圖中提取空間特征和全局壽命狀態，從歷史負荷數據和歷史調頻數據中提取時間特征；將所述空間特征、所述全局壽命狀態和所述時間特征輸入預設能量預測模型，得到能量預測值，所述能量預測值包括出力預測值和負荷預測值；將所述能量預測值輸入策略決策模型，得到目標控制策略；根據所述目標控制策略對所述構網儲能系統進行調控。本發明解決了傳統方法中壽命感知孤立無法與能量預測深度耦合的難題，無法顯著提升電網調頻精度。

技術研發人員：周鵬,劉偉
受保護的技術使用者：四川華電金川水電開發有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28