本發(fā)明屬于新能源、電梯配電，具體涉及基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光儲柴微網(wǎng)是一種融合光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和柴油機的獨立供電系統(tǒng)，利用光伏降低燃油消耗，儲能系統(tǒng)平滑功率波動來提高供電的穩(wěn)定性。將電梯接入光儲柴微網(wǎng)中不僅能有效保障建筑的日常通行效率，同時對應(yīng)急場景中的人員調(diào)度提供疏散行動功能和安全保障。電梯在與外電網(wǎng)斷連的應(yīng)用狀況中，電梯運行過程容易出現(xiàn)急停觸發(fā)的現(xiàn)象，所述急停往往是由于電梯啟停過程的瞬時功率需求劇增而單個儲電池供電的情況下無法保證儲能設(shè)備功率輸出能力以及電壓波動，進而瞬態(tài)電流沖擊容易出現(xiàn)并且觸發(fā)過流保護。目前本領(lǐng)域中有多個電源如多個電池組并聯(lián)工作的電梯供電模式以解決所述問題的技術(shù)方案，使得總功率輸出能力顯著提升并且能滿足電梯啟停過程的瞬時功率需求，但是所述方法在實際應(yīng)用中經(jīng)常帶來短暫振蕩的現(xiàn)象，甚至仍然會出現(xiàn)過流保護觸發(fā)急停電梯，這是因為所述多個電池組并聯(lián)工作模式下會出現(xiàn)瞬態(tài)響應(yīng)缺陷。所述瞬態(tài)響應(yīng)缺陷的發(fā)生是由于光儲柴微網(wǎng)本身不是獨立服務(wù)于電梯，而是服務(wù)于光儲柴微網(wǎng)中的大量負載或電源設(shè)備，這些負載的功率需求是動態(tài)變化的，尤其是在電梯啟停的瞬間其他負載可能也在進行功率調(diào)整，而所述多負載的功率波動會影響到整個微網(wǎng)的電壓和頻率穩(wěn)定性，進而各電池組的輸出電流和電壓可能會出現(xiàn)短暫的不一致，從而引發(fā)短暫振蕩的現(xiàn)象。所述微網(wǎng)儲能系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)問題在文獻(高建勛.光儲微電網(wǎng)中儲能逆變端短路特性研究[j].環(huán)境技術(shù),2022,40(6):151-156)中有所揭示。所述短暫振蕩會使得電梯的牽引系統(tǒng)和制動系統(tǒng)帶來非預(yù)期的負載壓力，不僅會影響電梯部件使用壽命，還會為電梯的乘客帶來安全隱患。因此亟需一種基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個或多個技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、其中“儲能發(fā)電新能源電梯”指的在擁有儲能發(fā)電新能源應(yīng)用場景中進行作業(yè)的電梯，而本方法為針對儲能發(fā)電新能源場景中各電池組的輸出電流和電壓可能會出現(xiàn)短暫的不一致的問題進行電梯供電控制。

3、本方法中的電梯供電調(diào)控方法僅在外電網(wǎng)無法提供電力供應(yīng)的情況被觸發(fā)，當外電網(wǎng)正常供電的時候不觸發(fā)。本方法是基于電梯運行中瞬時功率需求劇增的頻發(fā)性與電池應(yīng)用中的瞬態(tài)響應(yīng)問題進行考量，其余電梯電能指標不作為額外考慮的變量，例如電梯運行的電流電壓，這種電梯運行的基礎(chǔ)標準采用閾值判斷即可不再贅述。

4、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法，所述方法包括以下步驟：

5、從光儲柴微網(wǎng)識別儲能電源；從各個儲能電源實時監(jiān)測負載率，獲取負載率矩陣；通過負載率矩陣和輸出電壓計算振蕩積極分數(shù)；利用振蕩積極分數(shù)對電梯配電選擇儲能電源。

6、進一步地，從光儲柴微網(wǎng)識別儲能電源的方法是：在光儲柴微網(wǎng)中包括若干儲能電源和若干電梯，電梯的數(shù)量小于等于儲能電源的數(shù)量，儲能電源為鋰離子電池，鉛酸電池、鎳鎘電池或者磷酸鐵鋰電池中的任一種，所有儲能電源中的兩個或兩個以上儲能電源通過并聯(lián)為電梯供電。

7、儲能電源用于無法從外電網(wǎng)獲得電力的時候為微網(wǎng)中各個設(shè)備提供電力。儲能電源不僅為光儲柴微網(wǎng)中的電梯提供電力，還為其他負載設(shè)備或者電源設(shè)備提供電力。

8、電梯在啟停過程中需要極高的瞬時功率，通常是額定功率的3倍以上，因此單個儲能電源提供的功率輸出是存在缺失風險的，同時單個儲能電源頻繁應(yīng)對高功率需求時，容易出現(xiàn)過載、高溫和加速老化等問題，因此交代儲能電源中的兩個或兩個以上儲能電源通過并聯(lián)為電梯供電。

9、進一步地，從各個儲能電源實時監(jiān)測負載率，獲取負載率矩陣的方法是：對任意儲能電源，其任一時刻的負載率是該時刻的儲能電源輸出功率與其額定功率的比值；設(shè)定負載率監(jiān)測時間域dlrm,?負載率監(jiān)測時間域取值范圍是dlrm∈[3,10]分鐘；對當前時刻，在其逆時間方向dlrm時段內(nèi)，以同一時刻不同儲能電源的負載率為列，以同一儲能電源不同時刻的負載率為行，構(gòu)建矩陣并記為負載率矩陣。

10、此處負載率矩陣的構(gòu)建為后續(xù)從時間維度和儲能電源的角度分別提取變量特征提供數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

11、進一步地，通過負載率矩陣和輸出電壓計算振蕩積極分數(shù)的方法是：設(shè)一個時間段作為監(jiān)測時段tiy,?tiy∈[2,6]小時，在監(jiān)測時段內(nèi)將獲取負載率和輸出電壓的時間點記為測點；

12、其中輸出電壓不是采用實時監(jiān)測值，而應(yīng)該是兩個測點之間測得的各個輸出電壓的平均值。

13、將各個測點的輸出電壓構(gòu)成電壓序列；以測點與其對應(yīng)負載率構(gòu)成評估二元組；此處測點作為時間監(jiān)測時段中的相對時間大小，距離當前時間越近，時間測點數(shù)值越小；將同一時刻不同儲能電源對應(yīng)評估二元組構(gòu)成集合并記為評估集合lst{lar}；

14、以電壓序列的上四分位數(shù)和下四分位數(shù)為分割點將電壓序列的取值區(qū)間劃分為三個取值區(qū)間，各個按降序取值區(qū)間對應(yīng)測點歸類為三種振蕩點，記為高階振蕩點、平穩(wěn)振蕩點和低階振蕩點；

15、具體為：獲取電壓序列的上四分位數(shù)s.otv和下四分位數(shù)x.otv；當元素大于x.otv并且小于s.otv，則其對應(yīng)測點記為平穩(wěn)振蕩點；當元素小于等于x.otv，則其對應(yīng)測點記為低階振蕩點；當元素大于等于s.otv，則其對應(yīng)測點記為高階振蕩點；

16、則所有平穩(wěn)振蕩點、低階振蕩點和高階振蕩點的元素取值范圍分別記為[min.otv1，max.otv1]、[min.otv2，max.otv2]、[min.otv3，max.otv3]；

17、其中min.otv1，min.otv2和min.otv3分別為所有平穩(wěn)振蕩點、低階振蕩點和高階振蕩點中對應(yīng)輸出電壓的最小值；max.otv1，max.otv2和max.otv3分別為所有平穩(wěn)振蕩點、低階振蕩點和高階振蕩點中對應(yīng)輸出電壓的最大值；

18、電壓序列的平均值與最小振蕩值的差記為第一振蕩記錄fos1；其中最小振蕩值為平穩(wěn)振蕩點中的電壓最小值和振蕩穩(wěn)定平衡比的乘積；其中，振蕩穩(wěn)定平衡比為低階振蕩點電壓最小值與平穩(wěn)振蕩點電壓最大值的比值；

19、記最大振蕩值為平穩(wěn)振蕩點電壓最大值和振蕩異常平衡比的乘積；電壓序列的平均值與最大振蕩值的差記為第二振蕩記錄fos2，振蕩異常平衡比為低階振蕩點電壓最大值與高階振蕩點最大電壓值的比值；

20、此處獲取第一振蕩記錄和第二振蕩記錄的原理實際上是基于監(jiān)測時段內(nèi)的輸出電壓四分位數(shù)劃分，并結(jié)合了平穩(wěn)振蕩點、低階振蕩點、高階振蕩點的特征值進行計算獲得，其中振蕩穩(wěn)定平衡比是?min.otv2?與?max.otv1?的比值，對應(yīng)了低階振蕩點向平穩(wěn)振蕩點恢復(fù)的潛力；振蕩異常平衡比是?max.otv2?與?max.otv3?的比值，對應(yīng)了低階振蕩點向高階振蕩點演化的風險；

21、此處第一振蕩記錄衡量的是平均電壓與穩(wěn)定運行期間較低電壓波動相關(guān)的值之間的差異，較小的第一振蕩記錄說明著系統(tǒng)波動小，輸出電壓穩(wěn)定，較大的第一振蕩記錄，說明系統(tǒng)處于較強的基礎(chǔ)波動狀態(tài)，指向不穩(wěn)定；第二振蕩記錄衡量的是平均電壓與穩(wěn)定運行期間較高電壓波動相關(guān)的值之間的差異，較大的第二振蕩記錄說明即使是較低的極端電壓也相對于較高的極端電壓更高，從而指向該單元在典型運行期間不會經(jīng)歷過高的電壓峰值，指向系統(tǒng)穩(wěn)定；第一振蕩記錄和第二振蕩記錄的獲取是對基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性評估提供實時參考依據(jù)。

22、以任一測點作為當前測點；根據(jù)第一振蕩記錄和第二振蕩記錄計算當前時刻的振蕩積極分數(shù)ospm：ospm＝edg(lst{lar})×ln(fos1/fos2+1)optv；其中optv為當前測點的輸出電壓，edg(lst{lar})為負載波動函數(shù)，通過負載波動函數(shù)edg(lst{lar})獲得的返回值為：當前測點的評估二元組與評估集合中各個元素的曼哈頓距離的標準差，ln()為自然常數(shù)e為底數(shù)的對數(shù)函數(shù)。

23、此處振蕩積極分數(shù)計算的原理是，通過負載波動函數(shù)評估不同儲能單元在同一時刻中運行狀態(tài)的特異性，數(shù)值越大穩(wěn)定則系統(tǒng)穩(wěn)定性越低。在對數(shù)構(gòu)建中采用自然對數(shù)的底數(shù)?e在模擬自然增長和衰減過程中的普遍性，由于第一振蕩記錄和第二振蕩記錄之間的變化范圍很大，需要采用對數(shù)方式將第一振蕩記錄和第二振蕩記錄導(dǎo)出的振蕩信息縮放到更易于管理的范圍來構(gòu)建振蕩項因子，振蕩項因子映射為系統(tǒng)電壓輸出穩(wěn)定性失衡嚴重程度的直接相關(guān)度量，通過輸出電壓充當加權(quán)因子，如果當前電壓較高則振蕩項因子對總分數(shù)的貢獻將被放大，相反振蕩項因子貢獻將被抑制，高電壓值暗示更滿的電壓需求狀態(tài)，這時發(fā)生振蕩則出現(xiàn)儲能電源在電壓和頻率的不穩(wěn)定性更顯著，而相對在較低的電壓下相同水平的振蕩風險的影響相對低位的嚴重程度，一般不指向嚴重故障。

24、由于振蕩積極分數(shù)的計算需要對第一振蕩記錄和第二振蕩記錄進行處理獲得，可以有效量化在光儲柴微網(wǎng)中多電源變并聯(lián)為電梯供電的場景中不同儲能電源在電壓和頻率的不穩(wěn)定性表現(xiàn)造成的風險，但是平穩(wěn)振蕩點、低階振蕩點和高階振蕩點的獲取對輸出電壓依賴性過大，會導(dǎo)致對輸入噪聲過度敏感，使得振蕩點劃分對四分位數(shù)閾值和負載率波動的敏感性出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致結(jié)果偏離真實的振蕩風險，造成決策偏差，尤其是在測點密集或分布不均的時段，使問題更加突出。然而，現(xiàn)有技術(shù)并無法有效地彌補這種偏差的現(xiàn)象，為了消除該影響，本發(fā)明提出了一個更優(yōu)選的方案如下：

25、優(yōu)選地，通過負載率矩陣和輸出電壓計算振蕩積極分數(shù)的方法是：

26、設(shè)一個時間段作為監(jiān)測時段tiy,?tiy∈[2,10]小時，在監(jiān)測時段內(nèi)，將獲取負載率和輸出電壓的時間刻度記為測點；

27、獲取監(jiān)測時段各個測點的輸出電壓的平均值記為穩(wěn)態(tài)電壓水平，若任一測點的輸出電壓大于穩(wěn)態(tài)電壓水平，則定義該測點發(fā)生振蕩標記事件；

28、發(fā)生振蕩標記事件的總次數(shù)記為uov；將各個測點的輸出電壓進行最小-最大歸一化處理記為振蕩電壓階值osvt；將監(jiān)測時段內(nèi)所有測點的數(shù)量記為sdh；獲取各個測點的負載率構(gòu)成振蕩評估序列；計算振蕩評估序列的極差與sdh的比值，記為間距振蕩量loqu；loqu向上取整處理；

29、振蕩評估序列中任一元素與其前一個元素的歐氏距離為該元素對應(yīng)測點的子間距振蕩量loqu.se，其中最后一個元素的子間距振蕩量為所有子間距振蕩量的平均值；

30、此處獲取子間距振蕩量的原理實際上是通過計算振蕩評估序列中任一元素與其下一個元素的差的絕對值來獲得，子間距振蕩量直接反映了相鄰測點之間負載率的變化量，是潛在的短暫振蕩的風險以及電梯急停的風險的體現(xiàn)，子間距振蕩量量化系統(tǒng)在監(jiān)測時段內(nèi)的動態(tài)穩(wěn)定性;

31、如果子間距振蕩量較小，表明負載率變化平穩(wěn)，穩(wěn)定性較高，如果子間距振蕩量較大，表明負載率變化劇烈，穩(wěn)定性較低，所以子間距振蕩量的獲取可以評估基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電系統(tǒng)在不同時間尺度上的穩(wěn)定性。

32、在振蕩評估序列中，如果任一元素對應(yīng)子間距振蕩量大于間距振蕩量，則定義遍歷的元素對應(yīng)測點發(fā)生異常振蕩事件，發(fā)生異常振蕩事件的總次數(shù)記為aoe，以振蕩評估序列中任一元素作為當前元素；

33、如果當前元素對應(yīng)測點發(fā)生振蕩標記事件和異常振蕩事件，則將該測點定義為積極振蕩點；根據(jù)積極振蕩點計算當前時刻的振蕩積極分數(shù)ospm：

34、；

35、其中j1為累加變量，svb為監(jiān)測時段內(nèi)積極振蕩點的數(shù)量，loqu.sej1和vt.loqu.sej1分別為第j1個積極振蕩點的子間距振蕩量和當前時刻下其子間距振蕩量在所有儲能電源的子間距振蕩量的百分位數(shù)，e為自然常數(shù)，?為以uov/aoe+1為底數(shù)的對數(shù)函數(shù)。

36、振蕩積極分數(shù)的計算原理在于通過?uov和aoe?分別代表電壓高于穩(wěn)態(tài)水平的頻率和負載率劇烈變化的頻率，因此對數(shù)項的底數(shù)旨在根據(jù)電壓波動與負載劇烈變化的相關(guān)性來調(diào)整對數(shù)函數(shù)的敏感度，從而反映電梯群在光儲柴微網(wǎng)接收的電壓波動在非負載劇烈變化時間區(qū)間發(fā)生的可能性，對數(shù)項數(shù)值越大儲能電源自身或微網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)功能存在問題。公式右側(cè)求和項中分子反映相鄰測點之間負載率的變化幅度，其反饋結(jié)果則是儲能電源的瞬態(tài)響應(yīng)能力要求強度，變化幅度越大則對瞬態(tài)響應(yīng)能力要求越強，引發(fā)電壓波動風險越大。分母項是反映當前儲能電源的負載率變化相對于其他儲能電源的劇烈程度，是動態(tài)的相對指標，并用自然常數(shù)作積極振蕩點的失效折算權(quán)重。由于對數(shù)項通常為負值而求和項通常為正值，因此結(jié)果的正負屬性取決于對數(shù)項的值，當電壓波動幅度較大對數(shù)項負數(shù)特征越強，且同時伴隨著顯著電源間相對劇烈的負載率變化時，則振蕩積極分數(shù)的絕對值會更大，表明該儲能電源的不穩(wěn)定性更高，根據(jù)所述計算原理再進一步選擇振蕩積極分數(shù)最小的儲能電源為電梯供電，實現(xiàn)避免電池組的輸出電壓出現(xiàn)短暫的不一致帶來短暫振蕩的風險。

37、其中輸出電壓在負載率獲得的時刻同時進行讀取和記錄存儲。

38、上述兩個利用振蕩積極分數(shù)對電梯配電選擇儲能電源的方法是互為替代的方案，前者具有運算速度和運行效率優(yōu)勢，數(shù)據(jù)量不足的情況穩(wěn)定性有所下降。后者具有運算精度和決策準確性優(yōu)勢，但是運行效率較低，數(shù)據(jù)帶寬大的時候會出現(xiàn)滯后性。

39、有益效果:由于獲得的振蕩積極分數(shù)是根據(jù)負載率矩陣的構(gòu)建為基礎(chǔ)從時間維度和儲能電源的角度分別提取特征進行計算的，因此能有效量化在光儲柴微網(wǎng)中多電源變并聯(lián)為電梯供電的場景中不同儲能電源在電壓和頻率的不穩(wěn)定性表現(xiàn)，從而解釋各個儲能電源在電梯供電過程中面臨滿足電梯啟停過程的瞬時功率需求問題的時候的解決能力。

40、進一步地，利用振蕩積極分數(shù)對電梯配電選擇儲能電源的方法是：在光儲柴微網(wǎng)中，預(yù)設(shè)為一個電梯供電的儲能電源數(shù)量并記為psn；當任意電梯從靜止轉(zhuǎn)變到發(fā)生電梯運載需求，截獲各個儲能電源對應(yīng)振蕩積極分數(shù)并構(gòu)成分數(shù)序列，將分數(shù)序列中最小的psn個元素對應(yīng)儲能電源定義為電梯的調(diào)用電源，將各個調(diào)用電源并聯(lián)為該電梯供電。

41、當任意電梯從靜止轉(zhuǎn)變到發(fā)生電梯運載需求的運行邏輯是，電梯從靜止的待機狀態(tài)開始監(jiān)測電梯運載需求是否發(fā)生，當一個時刻電梯運載需求從未發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)殡娞葸\載需求從發(fā)生，則開始選擇為電梯供電的儲能電源。

42、此方法可以實時對電梯電源進行選擇，但是這種方法對多個電梯運行的場景比較不穩(wěn)定，因為多個電梯運行中出現(xiàn)的電壓波動異常識別頻率增大，調(diào)用電源更換頻率會很高，在電梯電源線路切換中消耗時間顯著增加，長期運行中電梯調(diào)度的效率會被降低，因此比較適合電梯數(shù)量較少的場景。

43、優(yōu)選地，利用振蕩積極分數(shù)對電梯配電選擇儲能電源的方法是：在光儲柴微網(wǎng)中，預(yù)設(shè)為一個電梯供電的儲能電源數(shù)量并記為gsn；每隔0.25小時-2小時為電梯選擇儲能電源，將分數(shù)序列中最小的gsn個元素對應(yīng)儲能電源定義為所有電梯的調(diào)用電源，將各個調(diào)用電源并聯(lián)為電梯供電。

44、該方法區(qū)別于電梯啟停作為調(diào)度入口，用時間間隔作為調(diào)度入口，增強電梯群運行環(huán)境的適應(yīng)性，降低電源并聯(lián)切換工作的頻率，能適應(yīng)多個電梯運行中出現(xiàn)的電壓波動異常識別頻率增大現(xiàn)象，降低電梯電源線路切換中消耗時間帶來的電梯調(diào)度的效率損失風險。

45、最終選擇的儲能電源在電梯啟停過程頻發(fā)觸發(fā)的驟增瞬時功率需求問題能高效適配，從而提升儲能電源供電過程對電梯所述電能需求的解決能力，降低短暫振蕩的現(xiàn)象發(fā)生率并保障光儲柴微網(wǎng)電力穩(wěn)定。

46、優(yōu)選地，其中，本發(fā)明中所有未定義的變量，若未有明確定義，均可為人工設(shè)置的閾值。

47、本發(fā)明還提供了基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電系統(tǒng)，所述基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電系統(tǒng)包括：處理器、存儲器及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)所述基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法中的步驟，所述基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電系統(tǒng)可以運行于桌上型計算機、筆記本電腦、掌上電腦或云端數(shù)據(jù)中心等計算設(shè)備中，可運行的系統(tǒng)可包括，但不僅限于，處理器、存儲器、服務(wù)器集群，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序運行在以下系統(tǒng)的單元中：

48、儲能電源識別單元，用于從光儲柴微網(wǎng)識別儲能電源；

49、負載矩陣截獲單元，用于從各個儲能電源實時監(jiān)測負載率，獲取負載率矩陣；

50、振蕩積極分數(shù)監(jiān)測單元，用于通過負載率矩陣和輸出電壓計算振蕩積極分數(shù)；

51、儲能電源配電單元，用于利用振蕩積極分數(shù)對電梯配電選擇儲能電源。

52、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供基于光儲柴微網(wǎng)的儲能發(fā)電新能源電梯的配電方法及系統(tǒng)，獲得的振蕩積極分數(shù)是根據(jù)負載率矩陣的構(gòu)建為基礎(chǔ)從時間維度和儲能電源的角度分別提取特征進行計算的，因此能有效量化在光儲柴微網(wǎng)中多電源變并聯(lián)為電梯供電的場景中不同儲能電源在電壓和頻率的不穩(wěn)定性表現(xiàn)，從而解釋各個儲能電源在電梯供電過程中面臨滿足電梯啟停過程的瞬時功率需求問題的時候的解決能力。避免電池組的輸出電壓出現(xiàn)短暫的不一致帶來短暫振蕩的風險以及電梯急停的風險，一方面有效維護并增長電梯部件使用壽命，另一方面則為電梯的乘客提供更加安全的出行護航，使得光儲柴微網(wǎng)中運行的電梯執(zhí)行更加安全。