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一种构网型储能系统及其控制方法 

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申请/专利权人:北京国网电力技术股份有限公司

摘要:本发明涉及智能电网技术领域,具体为一种构网型储能系统及其控制方法,系统包括数据接口与流转模块、状态分析与预测模块、事件响应与策略调整模块、能源调度与管理模块。本发明中,通过实时的数据格式化和高效的信息流转,显著提升智能电网中的能源管理效率,采用JSON格式化的数据接口与TCPIP协议确保数据的实时传输和准确性,结合ApacheKafka优化数据处理流程,提高吞吐量和减少响应时间,使得电网能更高效地管理资源,通过SparkStreaming的状态分析和需求预测,电网能实时反应并预测能源需求变化,减少能源浪费,Esper引擎的事件响应处理提高了系统对突发事件的适应能力,使电网能在需求高峰时迅速调整能源供应,增强电网可靠性和经济性。

主权项:1.一种构网型储能系统,其特征在于,所述系统包括:数据接口与流转模块基于储能单元数据,对储能单元的电压、电流、温度、剩余容量的关键参数进行JSON格式化,数据通过TCPIP协议发送至中心控制配置中,得到编码数据流,并输入到ApacheKafka消息队列中,获取队列数据流;状态分析与预测模块将所述队列数据流输入基于SparkStreaming的实时数据处理引擎,对电压、电流、温度和容量数据进行分析,得到状态时间序列分析结果,基于所述状态时间序列分析结果,动态估算每个单元的能源需求,获取需求预测结果;所述状态时间序列分析结果的获取步骤具体为:将所述队列数据流通过SparkStreaming引擎进行实时处理,应用转换函数并结合调节参数调整数据流的处理速度和响应性,采用公式: ,生成处理后的数据流,是基线调节因子,和k是动态调节参数,计算队列长度,表示处理后的数据流,表示输入的队列数据流,为实时处理的转换函数;从处理后的数据流中提取关键电气特征,包括电压、电流、温度和容量,结合特征权重进行加权,通过公式: ,生成数据流特征集,其中,h是特征提取函数,为特征权重,Z是归一化常数,表示数据流特征集,分别为电压、电流、温度和容量;对所述数据流特征集进行时间序列分析,利用分析函数并结合时间因子,采用公式: ,生成状态时间序列分析结果,其中,t表示时间变量,是衰减常数,是时间影响强度因子,表示状态时间序列分析结果,表示数据流特征集,m表示时间序列分析函数;所述需求预测结果的获取步骤具体为:从所述状态时间序列分析结果中整合每个单元的能源数据,利用增强整合函数将历史数据与当前数据结合,通过公式: ,生成整合后的数据,其中,代表第i个单元的历史能源需求,n是单元总数,表示状态时间序列分析结果,f表示增强型整合函数,表示整合后的数据;将预测模型应用于所述整合后的数据中,动态计算未来时间段内的需求,通过公式: ,生成预测能源需求,其中,是时间衰减常数,t是从数据整合至预测时刻的时间间隔,表示预测能源需求,表示整合后的数据,p表示需求预测模型;将预测能源需求格式化输出,匹配至能源单元管理配置中,通过公式: ,生成需求预测结果,其中,format是格式化函数,是格式化参数,表示需求预测结果,表示预测能源需求;事件响应与策略调整模块基于所述需求预测结果,识别能源需求峰值和突发批量用电事件,并对事件模式进行匹配,使用Esper引擎执行事件处理,得到事件响应决策,利用所述事件响应决策调整能源供应,获取优化能源分配方案;所述事件响应决策的获取步骤具体为:使用所述需求预测结果,定义能源需求峰值和识别突发批量用电事件,应用阈值识别方法,通过公式: ,生成事件模式,其中,是动态调整的需求峰值阈值,n表示时间序列中的数据点数量,表示事件模式,表示需求预测结果,x表示单个时间点的能源需求数据;将所述事件模式应用于Esper引擎进行模式匹配,识别关键能源事件,通过公式: ,生成匹配后的事件,其中,是每个事件的重要性权重,是事件权重的和,表示匹配后的事件,表示事件模式,match表示Esper引擎的模式匹配函数;基于所述匹配后的事件,执行决策逻辑并响应识别的事件,生成事件响应决策,采用公式: ,其中,k是调整系数,m表示匹配事件的数量,表示事件响应决策,表示匹配后的事件,decision表示应用于匹配事件的决策函数;所述优化能源分配方案的获取步骤具体为:从所述事件响应决策中提取数据,分析并识别需要调整的能源供应策略,通过公式: ,生成分析后的能源数据,其中,表示第i个事件响应决策的数据,是调整系数,表示分析后的能源数据;根据所述分析后的能源数据,调整能源供应策略,并匹配当前和预测的能源需求,通过公式: ,生成调整后的供应数据,其中,m是调整能源供应的函数,表示调整后的供应数据,表示分析数据中的最大值,表示分析后的能源数据;将所述调整后的供应数据转化为操作策略,采用公式: ,形成优化能源分配方案,其中,是将供应调整转换为策略的函数,表示优化能源分配方案,表示调整后的供应数据,表示用于增强小值调整的对数变换,表示对数底数;能源调度与管理模块接收所述优化能源分配方案,根据需求调整充放电策略,记录能源流动状态,分析储能充放电效率和适应性,得到智能网格储能充放电调度数据结果。

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权利要求:

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