本發(fā)明涉及光伏儲能，更具體地說，本發(fā)明涉及光伏儲能系統(tǒng)多層級充放電管理控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有光伏儲能系統(tǒng)多依賴中心化控制器統(tǒng)一調(diào)度，存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，且難以適應(yīng)分布式能源大規(guī)模接入的動態(tài)場景，跨層級能量優(yōu)化能力不足。

2、公開號為cn116388247a的中國專利申請公開了光伏儲能系統(tǒng)的控制方法和光伏儲能系統(tǒng)：光伏儲能系統(tǒng)包括：一個(gè)光伏逆變模塊和多個(gè)儲能模塊，所述光伏逆變模塊的光伏輸入端用于與光伏組件電連接，所述光伏逆變模塊的直流母線端口還與各所述儲能模塊連接，所述光伏逆變模塊的交流端口用于與電網(wǎng)或者負(fù)載電連接；所述光伏逆變模塊還與各儲能模塊之間通過通信總線進(jìn)行通信連接；所述控制方法應(yīng)用于所述光伏逆變模塊，所述控制方法包括：在工作在離網(wǎng)模式時(shí)，獲取所述直流母線端口上的當(dāng)前母線電壓；根據(jù)所述當(dāng)前母線電壓和參考母線電壓確定電壓調(diào)節(jié)量；根據(jù)所述電壓調(diào)節(jié)量生成電壓調(diào)節(jié)信號至各儲能模塊；所述電壓調(diào)節(jié)信號用于指示所述儲能模塊根據(jù)所述電壓調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)所述儲能模塊的充放電電流。該發(fā)明提高了第一參考電流的精確性，有利于后續(xù)精確控制儲能模塊的充放電電流。

3、上述方法雖能滿足大部分場景，但對上述方法以及現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，上述方法以及現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下部分缺陷：

4、缺乏去中心化架構(gòu)，難以適應(yīng)分布式能源場景，存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)；用戶用電數(shù)據(jù)易泄露；無法實(shí)現(xiàn)高效的多層級能量交互；難以兼顧寬電壓范圍與高效率需求。

5、鑒于此，本發(fā)明提出光伏儲能系統(tǒng)多層級充放電管理控制系統(tǒng)以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：光伏儲能系統(tǒng)多層級充放電管理控制系統(tǒng)，包括：

2、微電網(wǎng)層：用于搭建全橋-半橋混合型llc諧振電路；通過全橋-半橋混合型llc諧振電路采集供方、需方和光伏儲能系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)；還為每個(gè)供方、需方和光伏儲能系統(tǒng)安裝區(qū)塊鏈通信模組并配置參數(shù)；配置的參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)id、預(yù)設(shè)智能合約模板和預(yù)設(shè)通信協(xié)議；

3、區(qū)塊鏈層：用于基于預(yù)設(shè)智能合約模板對原始數(shù)據(jù)添加時(shí)間戳與設(shè)備簽名，再廣播至融入dag+pos的共識機(jī)制的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行存儲；

4、匹配層：從區(qū)塊鏈的預(yù)設(shè)智能合約模板中提取并解密獲得原始數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接作為標(biāo)簽向量，基于jaccard-topsis算法計(jì)算獲得供需雙方的標(biāo)簽向量的匹配度得分，獲取匹配度得分高于預(yù)設(shè)得分閾值時(shí)對應(yīng)的所有供方和需方；

5、決策層：用于基于競合博弈策略對匹配層獲得的所有供方和需方進(jìn)行優(yōu)化匹配，獲得優(yōu)化控制策略，根據(jù)優(yōu)化控制策略生成控制指令，通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)傳輸至微電網(wǎng)層執(zhí)行。

6、進(jìn)一步地，獲得優(yōu)化控制策略的方法包括：

7、步驟1、構(gòu)建狀態(tài)空間：狀態(tài)空間包括光伏儲能系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)、供方的原始數(shù)據(jù)和需方的原始數(shù)據(jù)和匹配度得分；

8、步驟2、構(gòu)建動作空間：包括匹配層篩選出的p個(gè)供方與q個(gè)需方之間的多對多交易組合以及交易參數(shù)，交易參數(shù)包括每個(gè)供方的供電量、供電時(shí)段、供電價(jià)格及對應(yīng)的需方，其中，供電時(shí)段滿足電池的預(yù)設(shè)充放電速率限制，供電價(jià)格的下限為邊際成本，上限為電價(jià)與預(yù)設(shè)浮動價(jià)格的和；

9、步驟3、構(gòu)建策略空間：定義供方策略集和需方策略集，供方策略集包括密封報(bào)價(jià)策略和動態(tài)降價(jià)策略；其中，供方根據(jù)匹配度評分和邊際成本生成密封報(bào)價(jià)：供方的中標(biāo)判定標(biāo)準(zhǔn)為：選擇密封報(bào)價(jià)最小的供方，其最終收益為次低價(jià)；根據(jù)電池的邊際成本與當(dāng)前健康狀態(tài)獲取動態(tài)降價(jià)策略；

10、需方策略集包括動態(tài)荷蘭式拍賣策略和固定價(jià)格策略；動態(tài)荷蘭式拍賣策略基于供需比與電網(wǎng)狀態(tài)動態(tài)調(diào)整初始價(jià)格；

11、固定價(jià)格策略根據(jù)需方自身預(yù)計(jì)用電量計(jì)算獲得；需方觸發(fā)成交的條件為時(shí)刻對應(yīng)的價(jià)格不小于需方預(yù)設(shè)的保留價(jià)格；

12、基于歷史交易數(shù)據(jù)與電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)動態(tài)分配各策略集的初始策略權(quán)重；

13、步驟4、根據(jù)soh對供方進(jìn)行劃分，將不低于預(yù)設(shè)soh閾值的供方劃分為高響應(yīng)型，將低于預(yù)設(shè)soh閾值的供方劃分為高可靠型，獲得不同層級的供方；基于不同層級的供方構(gòu)建聯(lián)盟，聯(lián)盟包括每個(gè)層級單獨(dú)構(gòu)成的供方聯(lián)盟和匹配層獲得的所有供方構(gòu)成的供方聯(lián)盟；計(jì)算構(gòu)成的聯(lián)盟的邊際貢獻(xiàn)：按照聯(lián)盟中不同供方的邊際貢獻(xiàn)占總邊際貢獻(xiàn)的比例分配收益；對存在惡意抬價(jià)或壟斷行為的供方，引入二次懲罰項(xiàng)進(jìn)行邊際貢獻(xiàn)懲罰；迭代計(jì)算邊際貢獻(xiàn)的變化值，若超過預(yù)設(shè)均衡閾值則觸發(fā)策略集的策略權(quán)重調(diào)整；

14、步驟5、若供方的soh衰減超過預(yù)設(shè)衰減閾值，則禁止對應(yīng)的供方參與匹配；結(jié)合歷史成交率與懲罰記錄更新供方信譽(yù)值；

15、步驟6、根據(jù)成交效率、收益穩(wěn)定性、收益和供方抬價(jià)懲罰定義獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)；

16、步驟7、采用q-learing算法更新策略權(quán)重；

17、步驟8、重復(fù)更新q值函數(shù)直至q值收斂，獲得對應(yīng)的最佳q值函數(shù)，根據(jù)環(huán)境狀態(tài)，使用最佳q值函數(shù)從動作空間中選擇最優(yōu)動作作為優(yōu)化控制策略。

18、進(jìn)一步地，獲得供需雙方的標(biāo)簽向量的匹配度得分的方法包括：

19、從供方標(biāo)簽向量和需方標(biāo)簽向量中提取離散標(biāo)簽，分別組成集合a和b；分別獲取集合a和b中離散標(biāo)簽的個(gè)數(shù)；計(jì)算集合a和b之間的jaccard相似度；

20、從供方標(biāo)簽向量和需方標(biāo)簽向量中提取連續(xù)標(biāo)簽，構(gòu)建維度為的決策矩陣，其中，為供方個(gè)數(shù)；為連續(xù)標(biāo)簽個(gè)數(shù)；

21、對決策矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理獲得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣；

22、基于自然啟發(fā)優(yōu)化算法對連續(xù)標(biāo)簽的權(quán)重進(jìn)行動態(tài)調(diào)整獲得權(quán)重向量；

23、將標(biāo)準(zhǔn)化矩陣與權(quán)重向量相乘，獲得標(biāo)準(zhǔn)矩陣；

24、獲取標(biāo)準(zhǔn)矩陣中每列的最大值組成正理想解，獲取標(biāo)準(zhǔn)矩陣中每列的最小值組成負(fù)理想解；

25、使用歐幾里得距離公式分別計(jì)算供方到正理想解的距離和供方到負(fù)理想解的距離；基于供方到正理想解的距離和供方到負(fù)理想解的距離計(jì)算與正理想解的貼近度；根據(jù)jaccard相似度和貼近度計(jì)算匹配度得分。

26、進(jìn)一步地，搭建全橋-半橋混合型llc諧振電路的方法包括：

27、全橋-半橋混合型llc諧振電路包括第一mosfet管、第二mosfet管、第三mosfet管、第四mosfet管、第五mosfet管、第六mosfet管、變壓器、諧振電感、諧振電容、第一二極管、第二二極管和勵(lì)磁電感；第一mosfet管漏極接pv+輸入端子，源極接第三mosfet管漏極，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm1；第二mosfet管漏極接pv+輸入端子，源極接第四mosfet管漏極，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm2；第三mosfet管漏極接第一mosfet管源極，漏極接pv-輸入端子，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm3；第四mosfet管漏極接第二mosfet管源極，源極接pv-輸入端子，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm4；諧振電感一端連接第一mosfet管源極和第三mosfet管漏極，另一端連接諧振電容一端；諧振電容另一端連接第二mosfet管源極和第四mosfet管漏極；變壓器的原邊繞組上端接第一mosfet管源極和第三mosfet管漏極，下端接第二mosfet管源極和第四mosfet管漏極；變壓器的副邊繞組上端接第一二極管陽極，中心抽頭為直流母線正端，下端接第二二極管陽極；第一二極管陰極和第二二極管陰極均接勵(lì)磁電感一端，勵(lì)磁電感另一端為電池bat+端口；第五mosfet管漏極連接電池bat+端口，源極連接直流母線負(fù)端，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm5；第六mosfet管漏極連接直流母線負(fù)端，源極連接電池bat-端口，柵極接全橋驅(qū)動信號pwm6。

28、進(jìn)一步地，所述第一mosfet管、第二mosfet管、第三mosfet管、第四mosfet管、第五mosfet管、第六mosfet管均為n溝道型；所述變壓器的副邊繞組內(nèi)嵌羅氏線圈。

29、進(jìn)一步地，光伏儲能系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)包括輸出功率、電壓、電流和溫度；

30、供方的原始數(shù)據(jù)包括供電量、soc、soh、充放電電流和充放電電壓；

31、需方的原始數(shù)據(jù)包括需求電量、用電功率、電壓和頻率。

32、進(jìn)一步地，獲得soh的方法包括：

33、通過在變壓器副邊繞組中嵌入的羅氏線圈產(chǎn)生的掃頻信號測量供方儲能設(shè)備的阻抗值，計(jì)算獲得soh。

34、進(jìn)一步地，獲得soc的方法包括：

35、結(jié)合電池額定容量通過對充放電電流進(jìn)行實(shí)時(shí)積分獲得soc，其中，根據(jù)soh，結(jié)合電池初始容量對電池額定容量進(jìn)行調(diào)整。

36、進(jìn)一步地，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)融入dag+pos的共識機(jī)制的方法包括：

37、將dag結(jié)構(gòu)作為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的底層交易處理層；

38、將pos作為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的上層全局共識層；通過權(quán)益質(zhì)押選舉驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)最終供方與需方的交易確認(rèn)與鏈狀態(tài)同步；

39、在dag結(jié)構(gòu)中嵌入pos的權(quán)益權(quán)重；區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證優(yōu)先級由持幣量與活躍度的乘積值決定，乘積值越大驗(yàn)證優(yōu)先級越高；其中，持幣量通過交易獲得，活躍度通過參與交易驗(yàn)證和正確驗(yàn)證獲得；節(jié)點(diǎn)通過質(zhì)押預(yù)設(shè)數(shù)量的代幣獲得交易驗(yàn)證權(quán)，驗(yàn)證的交易通過dag并行傳播；

40、通過pos的權(quán)益值動態(tài)調(diào)整dag的邊權(quán)重。

41、進(jìn)一步地，當(dāng)所述dag結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分叉時(shí)，優(yōu)先選擇權(quán)重最高的分支，其余分支交易按時(shí)間戳回滾至待確認(rèn)池。

42、進(jìn)一步地，所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)采用國密sm4算法加密原始數(shù)據(jù)，密鑰通過量子隨機(jī)數(shù)生成器動態(tài)分配；需方用電數(shù)據(jù)通過同態(tài)加密處理，供方僅獲取需方聚合結(jié)果。

43、本發(fā)明光伏儲能系統(tǒng)多層級充放電管理控制系統(tǒng)的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

44、本發(fā)明通過去中心化架構(gòu)與區(qū)塊鏈智能合約，有效解決了傳統(tǒng)集中式控制的單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，提升了分布式能源場景下的系統(tǒng)魯棒性；其集成的同態(tài)加密與量子密鑰技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用戶用電數(shù)據(jù)的全流程隱私保護(hù)；基于競合博弈策略與模糊匹配算法的動態(tài)能量調(diào)度機(jī)制，顯著增強(qiáng)了多層級間的供需匹配效率與靈活性；而全橋-半橋混合型llc諧振電路的應(yīng)用，兼顧了寬電壓范圍適應(yīng)性與電能轉(zhuǎn)換效率，最終在保障數(shù)據(jù)安全、提升能源利用效率、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時(shí)，為各參與主體創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與可持續(xù)發(fā)展價(jià)值。