[发明专利]基于ANFIS短期负荷预测的大规模储能电站调峰控制器及方法

权利要求书

1.基于ANFIS短期负荷预测的大规模储能电站调峰控制器，其特征在于：该控制器包括调峰控制主站模块和与之连接的储能子站模块，调峰控制主站模块包括浮点运算处理器、FPGA处理器、CAN通讯接口、电源模块、显示模块、RAM存储器、调度网口和按键，浮点运算处理器连接FPGA处理器，CAN通讯接口和按键连接浮点运算处理器，电源模块连接浮点运算处理器和FPGA处理器，显示模块、RAM存储器和调度网口均连接至FPGA处理器；

储能子站模块包括浮点运算处理器、CAN通讯接口、电源模块、显示模块、调试网口、瞬时直流电压测量、隔离电路、滤波电路、信号调理和瞬时直流电流测量，隔离电路、滤波电路和信号调理为两组，其中一组为瞬时直流电压测量连接隔离电路，隔离电路连接滤波电路，滤波电路连接信号调理，信号调理连接浮点运算处理器，另一组为瞬时直流电流测量连接隔离电路，隔离电路连接滤波电路，滤波电路连接信号调理，信号调理连接浮点运算处理器，电源模块连接浮点运算处理器和两个隔离电路，CAN通讯接口、显示模块和调试网口均连接至浮点运算处理器；其中储能子站模块中的CAN通讯接口与调峰控制主站模块中的CAN通讯接口通讯连接；

调峰控制主站模块负责负荷预测、输出功率计算与分配，配备以太网接口用于获取区域电网负载历史数据，调峰控制主站模块集成后置于机架式外壳内，采用无风扇方式通过外壳散热，各电缆接口采用机械自锁式插针结构；储能子站模块负责电量信号采集、SOC评估、功率指令转发，安装在每组储能电池输出直流母线上，并从母线获取供电，储能子站模块采用绝缘外壳封装，并通过绝缘柱安装在储能电池组出口直流母线，调峰控制主站模块和储能子站模块采用CAN协议进行实时数据交换，由调峰控制主站模块轮询方式获取各储能子站模块数据，无法获得数据时以上一次循环获得数据替代，并作标记，通讯采用光纤介质，一个调峰控制主站模块能链接32个储能子站模块。

2.利用权利要求1所述的基于ANFIS短期负荷预测的大规模储能电站调峰控制器所实施的调峰方法，其特征在于：该调峰方法由ANFIS短期负荷预测、储能系统SOC计算、储能功率参考值计算、储能功率加权调整四个环节组成，储能系统SOC计算在储能子站模块运行，其余三个环节在调峰控制主站模块运行。

3.根据权利要求2所述的调峰方法，其特征在于：ANFIS短期负荷预测方法：只需区域电网三日内小时级负荷历史数据，综合神经网络的学习算法和模糊推理的算法进行电网短期负荷预测，预测过程分为小时级负荷数据模糊化、激励强度计算、负荷预测规则适用度的归一化计算、负荷预测规则的计算、负荷预测值计算五层。

4.根据权利要求3所述的调峰方法，其特征在于：五层如下：

第一层：负荷历史数据输入并模糊化，是建立模糊规则的第一步；

第二层：模糊规则激励强度的计算，将输入信号的隶属度相乘；

第三层：本层节点进行各条规则适用度的归一化计算；

第四层：该层节点为自适应节点，计算每条规则的贡献；

第五层：该层的单节点是一个固定节点，计算所有输入信号的总输出。

5.根据权利要求2所述的调峰方法，其特征在于：ANFIS短期负荷预测方法中，获取预测日前两个月的日负荷数据，每组数据有24个采样点，采用减法聚类生成学习训练样本、测试样本和查验样本；单个样本由6个输入和1个输出组成，预测日j时刻输入分别为预测日前两日j-1、j、j+1和预测日前一日j-1、j、j+1时刻负荷，输出为预测日j时刻负荷；当遇到首尾负荷点时采用如下规则:预测日零时负荷输入采用预测日前三日23:00负荷、预测日前两天0:00、1:00负荷、23:00负荷，预测日前一日0:00、1:00负荷；预测日23:00时负荷输入采用预测日前两日22:00、23:00负荷、预测日前一日0:00、22:00、23:00负荷预测日0:00。