[发明专利]一种微电网和电动汽车V2G互动提升能量利用率的方法

权利要求书

1.一种微电网和电动汽车V2G互动提升能量利用率的方法，其特征在于：包括：数据信息输入模块(S1)、神经网络计算模块(S2)、数据信息输出模块(S3)、能源供需计算模块(S4)和能源供需安排模块(S5)；

所述数据信息输入模块(S1)对光伏、风电、柴油机历史发电数据信息和对应日期的气温、光照、风力气象数据、工商业用户和居民用户历史用电数据信息和对应时间气象数据以及节日数据、以及电动汽车用电量和发电量历史数据信息和对应时间气象数据以及节日数据进行输入，并将输入的数据信息传递至神经网络计算模块(S2)；

所述神经网络计算模块(S2)对接收来自数据信息输入模块(S1)的相关数据利用LSTM神经网络进行相关计算，并将计算得到的光伏、风电、柴油机发电量预测数据、工商业用户用电量预测数据和电动汽车用电量和发电量预测数据输送至数据信息输出模块(S3)，所述神经网络计算模块(S2)包括神经网络1计算单元(S21)、神经网络2计算单元(S22)和神经网络3计算单元(S23)；

所述神经网络1计算单元(S21)将光伏、风电、柴油机历史发电数据信息和对应日期的气温、光照、风力气象数据带入计算公式对光伏、风电、柴油机发电量预测数据进行计算；

所述神经网络2计算单元(S22)将工商业用户和居民用户历史用电数据信息和对应时间气象数据以及节日数据带入计算公式对工商业用户用电量预测数据进行计算；

所述神经网络3计算单元(S23)将电动汽车用电量和发电量历史数据信息和对应时间气象数据以及节日数据带入计算公式对电动汽车用电量和发电量预测数据进行计算；

所述神经网络计算模块(S2)中一个LSTM神经网络的记忆单元内用3个门计算结构，分别是输入门、遗忘门和输出门，其中，输入门能控制新信息的加入或滤出；遗忘门能忘记需要丢掉的信息以及保留过去有用的信息；输出门能使记忆单元只输出与当前时间步相关的信息，这3个门计算结构在记忆单元中进行矩阵乘法和非线性求和运算，使得记忆在不断的迭代中仍然不会衰减；

在第t时间时，根据下列公式：

第t时间步输入的信息首先通过输入门，第t时间步记忆单元输入层的值和隐藏层状态的候选值分别为：

i_t＝θ_i(W_ix_t+U_ih_t-1+b_i)；

其中i为变量，可取1，2，3……，n；t表示隐藏层记忆单元的时间长度，U表示输入层到隐藏层的权重矩阵，W表示隐藏层到隐藏层的权重矩阵，x表示神经网络的输入层，i_t是输入门向量，表示第t时间步记忆单元输入层的值，θ_i表示该层激活函数，x_t表示第t时间步时的输入，W_i表示记忆单元中输入对应的权重，U_i表示记忆单元中上一时间步输出值对应的权重，h_t-1表示上一时间步输出值，b_i表示记忆单元中的常数，b_c表示隐藏层中的常数，计算的是第t时间步隐藏层状态，W_c表示隐藏层中输入对应的权重，θ_C表示隐藏层的激活函数，也就是传递函数，定义了节点在给定的输入或输入的集合下的输出；

随后，信息通过遗忘门，第t时间步记忆单元遗忘层的值为：

f_t＝θ_f(W_fx_t+U_fh_t-1+b_f)；

其中f_t表示第t时间步记忆单元遗忘层的值，b_f表示遗忘层中的常数，W_f表示遗忘层中输入对应权重，U_f表示遗忘层中上一时间步输出值对应的权重；

此时，可以得到记忆单元隐藏层状态在第t时间步时的更新值为：

其中表示第t时间步隐藏层状态，C_t表示隐藏层状态在第t时间步的值，*表示矩阵的哈达玛积；

最后，信息通过输出门，第t时间步记忆单元输出层的值以及最终记忆单元的输出值分别为：

O_t＝θ_o(W_ox_t+U_oh_t-1+V_oC_t+b_o)；

h_t＝O_t*θ_h(C_t)；

其中O表示神经网络的输出层，O_t表示第t时间步记忆单元输出层的值，W_o表示该层中输入对应权重，b_o表示输出层中的常数，h_t表示第t时间步最终输出值，θ_h表示对隐藏层状态值的激活函数；

上面公式中W、b初始值均为固定常数；

所述数据信息输出模块(S3)将神经网络计算模块(S2)输送的预测数据传送至能源供需计算模块(S4)；所述能源供需计算模块(S4)对数据信息输出模块(S3)输送的预测数据进行能源供需计划的计算，所述能源供需计算模块(S4)对数据信息输出模块(S3)传递的光伏、风电、柴油机发电量预测数据、工商业用户用电量预测数据和电动汽车用电量和发电量预测数据进行接收，并将预测数据与电网经济效益和最大程度上吸收风光伏新能源相结合，能源供需计划计算公式为：

p＝F(c,v)；

其中c表示电网经济效益，v表示最大程度上吸收风、光伏新能源，即减少碳排放量，F(c，v)可以是线性最大化函数也可以是其他用户自定义的函数；

所述能源供需安排模块(S5)根据能源供需计算模块(S4)输送的数据信息对光伏电厂、风电厂和柴油发电机厂的发电情况进行安排。