[發(fā)明專利]一種混合能源發(fā)電系統(tǒng)的多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610052780.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105633954B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳東;竇春霞;翁盛煊;薛禹勝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種混合能源發(fā)電系統(tǒng)的多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制方法。

背景技術(shù)

電力作為現(xiàn)代社會的能源命脈產(chǎn)業(yè)，在節(jié)能減排和能源可持續(xù)利用中扮演重要角色。以信息化技術(shù)為依托，采用分布式發(fā)電技術(shù)，充分利用清潔、可再生能源，構(gòu)建混合能源發(fā)電體系，最大限度地提高能源和環(huán)境效益，是電力行業(yè)實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的主要手段。而為了實現(xiàn)安全可靠和低碳經(jīng)濟之目標，混合能源發(fā)電系統(tǒng)需要具備“主動接納可再生能源發(fā)電、優(yōu)化配置多能源發(fā)電、智能管理需求側(cè)用電”的能力。而維護和提升這三方面能力，一方面依托能量管理系統(tǒng)來執(zhí)行實時優(yōu)化調(diào)度，另一方面依托單元系統(tǒng)的本地動態(tài)控制來進行實時調(diào)節(jié)。因此目前多數(shù)的研究集中在以經(jīng)濟環(huán)保為目標的能量優(yōu)化管理問題上以及以安全穩(wěn)定為目標的就地動態(tài)控制問題上。然而，混合能源發(fā)電系統(tǒng)的分布式發(fā)電單元不僅具有多樣的連續(xù)動態(tài)行為，它們也具有相互交織的多模態(tài)切換行為，如可再生能源發(fā)電單元的運行模態(tài)受制于自然條件的隨機啟停常常觸發(fā)相關(guān)的儲能裝置充電、放電和停止運行模式的轉(zhuǎn)換，這些也會引發(fā)傳統(tǒng)電機熱備用大幅度切換調(diào)節(jié)和冷備用的投退運行，甚至?xí)?dǎo)致需求側(cè)的甩負荷和負荷恢復(fù)等切換行為。若能有效利用多模態(tài)切換背后的邏輯關(guān)系，使發(fā)電單元運行模態(tài)能夠協(xié)調(diào)切換，混合能源系統(tǒng)供電的安全穩(wěn)定性乃至經(jīng)濟性將會大幅度提高；反之，若忽視或違背多模態(tài)之間的邏輯關(guān)系，混合能源系統(tǒng)的供電安全性將會受到威脅。因此，探索研究混合能源發(fā)電系統(tǒng)多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制技術(shù)至關(guān)重要。

目前針對混合能源發(fā)電系統(tǒng)多模態(tài)切換控制的相關(guān)研究很少，本專利發(fā)明人的研究團隊之前針對微電網(wǎng)提出了基于多智能體的事件觸發(fā)多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制[[1]Chun-xia Dou,Bin Liu,Josep M.Guerrero,Event-triggered hybrid control based on multi-agent system for microgrids,IET Generation,Transmission&Distribution,8(12)：1987-1997,2014]，但是在該研究中，構(gòu)建事件觸發(fā)切換策略時，沒有充分考慮模態(tài)切換時間、切換間隔和切換次數(shù)，這容易導(dǎo)致一個事件會觸發(fā)幾個分布式發(fā)電同時切換，甚至?xí)B續(xù)觸發(fā)切換，盡管切換策略邏輯尚且合理，但現(xiàn)實難以執(zhí)行和實現(xiàn)，因為分布式發(fā)電單元模態(tài)切換不僅需要一定執(zhí)行時間，也需要一定間隔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種混合能源發(fā)電系統(tǒng)的多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制方法，基于兩層分布式協(xié)調(diào)控制智能體，構(gòu)建更具合理性和智能性的事件觸發(fā)多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制，使混合能源發(fā)電系統(tǒng)在大擾動下各分布式發(fā)電單元的運行模態(tài)能夠柔性重組和智能切換，進而提升其電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定性和低碳經(jīng)濟性。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種混合能源發(fā)電系統(tǒng)的多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制方法，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建兩層分布式協(xié)調(diào)控制智能體，所述兩層分布式協(xié)調(diào)控制智能體為：混合能源發(fā)電系統(tǒng)中每一個分布式發(fā)電單元都設(shè)置有一個單元切換控制智能體，用于決策和執(zhí)行該分布式發(fā)電單元內(nèi)部的事件觸發(fā)多模態(tài)切換控制；所有單元切換控制智能體對應(yīng)一個上層協(xié)調(diào)切換控制智能體，該上層協(xié)調(diào)切換控制智能體用于決策分布式發(fā)電單元之間的事件觸發(fā)多模態(tài)協(xié)調(diào)切換控制；

步驟2：在兩層分布式協(xié)調(diào)控制智能體的基礎(chǔ)上，構(gòu)建混合能源發(fā)電系統(tǒng)的微分混雜離散并行系統(tǒng)DHPN模型，所述DHPN模型由P_D、T_D、P_DF、T_DF、Pre、Pos、τ、M_D0、A_N九個元素組成，具體為：

分布式發(fā)電單元離散庫所P_D，包含各分布式發(fā)電單元的運行模態(tài)；

分布式發(fā)電單元離散變遷T_D，包含各分布式發(fā)電單元的事件觸發(fā)運行模態(tài)切換行為；

分布式發(fā)電單元微分庫所P_DF，包含各分布式發(fā)電單元的連續(xù)動態(tài)行為；

分布式發(fā)電單元微分變遷T_DF，包含各分布式發(fā)電單元的動態(tài)行為；

前弧函數(shù)Pre，定義為1；

后弧函數(shù)Pos，定義為1；

時間映射τ，包含各分布式發(fā)電單元的離散變遷和微分變遷所需的觸發(fā)時間；

分布式發(fā)電單元的初始標識M_D0，包含各分布式發(fā)電單元的初始運行模態(tài)；

弧A_N，且滿足