[發明專利]基于兩層一致性算法的能源互聯網實時動態功率分配方法

有效

• 申請號: 201810010972.7
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108320080B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 符楊;劉紅業;米陽;李振坤;蘇向敬;韓云昊;黃玲玲;魏書榮
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/48
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;徐穎

1.一種基于兩層一致性算法的能源互聯網實時動態功率分配方法，其特征在于，將能源互聯網分為2個層次，第一層：把能源互聯網按地理位置劃分為若干個能源局域網，每個能源局域網中包括多種分布式電源，同時在各能源局域網間和各個分布式電源機組間增加通信網絡；第二層：在能源局域網中每個能源局域網是一個獨立智能體，在每個能源局域網中每個分布式電源都是一個獨立的智能體，每個智能體只跟相鄰的智能體進行通信，并獲知能源局域網領導者或分布式電源領導者計算得到的總功率指令，通過一致性算法，每個機組即可獲得自己的發電功率指令；能源局域網間僅有一個領導者，其他為跟隨者；每個能源局域網內只有一個領導者，其他為跟隨者；

能源互聯網雙層一致性算法具體步驟如下：

步驟1：求取能源互聯網的總功率指令ΔP；

步驟2：由能源局域網間的通信網絡拓撲結構形成拉普拉斯Laplace矩陣，并形成相應的狀態轉移矩陣D₁；

步驟3：根據式(10)和(11)，使用增量成本一致性算法更新各能源局域網調節成本，并根據公式(13)求取更新后的第i個能源局域網功率ΔP_i(k+1)；

第i個能源局域網的增量成本一致性更新如下：

式中，C_i(k)為第i個能源局域網第k步迭代計算得到的增量成本，d_ij為能源局域網構成的通信網絡拓撲對應的狀態轉移矩陣系數，由通信網絡拓撲結構決定；能源局域網領導者的增量成本應更新如下：

式中，η為功率平衡調節因子，ΔP_error為總功率指令與各能源局域網功率指令之和的偏差量；

第i個能源局域網的功率更新為：

α_i，β_i為第i個能源局域網的發電成本參數，ΔP_i為第i個能源局域網的發電功率指令；

步驟4：判斷更新后的第i個能源局域網功率ΔP_i(k+1)是否在其功率范圍內，若超出其有功出力范圍，則按式(14)與(15)調整能源局域網有功出力及鄰接矩陣，再進入步驟5；如未超出其有功出力范圍，則直接進入步驟5；

當達到功率限值時，能源局域網的功率修改為：

式中，ΔP_i^min和ΔP_i^max分別為第i個能源局域網的最小和最大發電功率；與此同時，鄰接矩陣修改如下：

a_ij＝0,j＝1,2,…,m (15)；

步驟5：求出ΔP_error，判斷收斂條件|ΔP_error|δ是否成立，δ是算法達到收斂的條件，若不成立則返回步驟3進行下一次的的迭代計算，直到收斂條件成立為止，輸出各能源局域網功率ΔP_i；

步驟6：根據每個能源局域網中分布式電源的通信網絡拓撲結構Laplace矩陣，并形成相應的狀態轉移矩陣D₂；

步驟7：根據式(16)和(17)，使用增量成本一致性算法更新各分布式電源增量成本，并根據公式(19)求取更新后的分布式電源功率ΔP_in(k+1)；

第i個能源局域網的第n個分布式電源的一致性增量成本的更新規則為：

式中，C_iw(k)為第i個能源局域網中第w個分布式電源第k步迭代計算得到的增量成本，d_nw為第i個能源局域網內的分布式電源構成的通信網絡拓撲對應的狀態轉移矩陣系數；

領導者分布式電源的一致性增量成本的更新規則為：

式中，μ_i為第i個能源局域網的功率平衡調節因子，取值為正數，借助該參數，領導者可實現功率平衡約束；ΔP_errori為第i個能源局域網的總功率指令及所有分布式電源的總功率的偏差；

ELN_i的第n個分布式電源的功率更新為：

α_in，β_in為第i個能源局域網中的第n個分布式電源的發電成本參數；

步驟8：判斷更新后的分布式電源功率ΔP_in(k+1)是否在其功率范圍內，若超出其有功出力范圍，則按式(20)和(21)調整分布式電源有功出力及鄰接矩陣，再進入步驟9；如未超出其有功出力范圍，則直接進入步驟9；

當達到功率限值時，分布式電源的功率修改為：

式中，和分別為第i個能源局域網的第n個分布式電源的最小和最大發電功率；與此同時，鄰接矩陣修改如下：

a_nw＝0,w＝1,2,…,N (21)

步驟9：求出ΔP_errori，判斷收斂條件|ΔP_errori|ε_i是否成立，ε_i是算法達到收斂的條件，若不成立則返回步驟7進行下一次的迭代計算，直到收斂條件成立為止，輸出各分布式電源功率ΔP_in。